專利名稱：反射增益式大功率激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光器，特別應用于工業(yè)切割，軍事等對激光器功率有較高要求的領域。
背景技術：
激光器的產(chǎn)生和發(fā)展對國民生活的提高作出了杰出的貢獻，目前其應用領域之廣遠超過當初設想?，F(xiàn)如今由于激光器的重要性日益得到人們的重視，所以在激光器的研發(fā)上投入的資金、人力和物力都與日俱增。激光器的特殊結(jié)構(gòu)可以使輸出激光方向性好，能量密度高。目前激光器的增益方式多數(shù)為激光在增資介質(zhì)內(nèi)傳播，通過每次激光對增益介質(zhì)中激發(fā)態(tài)粒子的激發(fā)而產(chǎn)生出雙倍的激光增益。采用這種方式在激光功率較小的情況下可以產(chǎn)生很好的輸出效果，但當激光器的功率增大時，增益粒子的數(shù)量將不能滿足激光的繼續(xù)放大。這時的解決辦法是增大增益粒子的單位體積密度，氣體的可以加壓，固體的可以采用提升摻雜濃度來實現(xiàn)。當氣體密度增加時會使后向散射的強度增加，這將對激光的增益產(chǎn)生影響；而固體內(nèi)增加增益介質(zhì)摻雜濃度的作法隨著濃度的提升其均勻性又難以保證， 如摻稀土離子光纖激光器中，稀土離子的濃度摻雜過高將會產(chǎn)生濃度猝滅，大量離子集合成團狀，很難實現(xiàn)激光的大功率輸出。由此帶來的激光器功率的上限難以有較大提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是大功率摻稀土離子激光器中摻雜濃度過高帶來的濃度猝滅問題。本發(fā)明的技術方案反射增益式大功率激光器，該激光器包括石英管、管內(nèi)壁增益涂層、全反鏡、部分反射鏡和泵浦源。所述的管內(nèi)壁增益涂層的材料為稀土離子，管內(nèi)壁增益涂層的厚度IOnm IOOnm0石英管的截面形狀為內(nèi)外壁均為圓形、矩形或內(nèi)壁為星形，外壁為圓形。所述的管內(nèi)壁增益涂層對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的全反鏡對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的部分反射鏡對產(chǎn)生的激光信號的反射率為4% 96%。所述的稀土離子包括鐿離子、鉺離子、釔離子或釹離子。所述的泵浦源從側(cè)面直接照射石英管。本發(fā)明和已有技術相比所具有的有益效果該激光器的關鍵結(jié)構(gòu)在透明的石英管內(nèi)壁上涂稀土增益離子，增益離子濃度相比其它激光器要高，并且不會出現(xiàn)濃度猝滅問題。管內(nèi)壁增益涂層對輸出激光不透明，激光在腔內(nèi)壁反射的過程中達到增益的目的。從而相比其它激光器有較高的輸出功率上限，輸出激光的能量密度也進一步提高。


圖1為反射增益式大功率激光器。圖2為內(nèi)外壁均為圓形的石英管截面圖。圖3為內(nèi)外壁均為矩形的石英管截面圖。圖4為內(nèi)壁為星形，外壁為圓形的石英管截面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。實施方式一反射增益式大功率激光器，該激光器包括石英管1、管內(nèi)壁增益涂層2、全反鏡31、 部分反射鏡32、泵浦源4。所述的管內(nèi)壁增益涂層2的材料為鐿離子，管內(nèi)壁增益涂層2的厚度lOnm。石英管1的截面形狀為內(nèi)外壁均為圓形，如圖1、2所示。所述的管內(nèi)壁增益涂層2對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的全反鏡31對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的部分反射鏡32對產(chǎn)生的激光信號的反射率為4%。所述的泵浦源4從側(cè)面直接照射石英管1，所述的直接照射是指泵浦源4產(chǎn)生的泵浦光進入石英管1，不是通過光纖進入。實施方式二實施方式二與實施方式一的區(qū)別石英管1的截面形狀的內(nèi)外壁均為矩形，如圖3所示。所述的管內(nèi)壁增益涂層2的材料為鉺離子，管內(nèi)壁增益涂層2的厚度30nm。所述的部分反射鏡32對產(chǎn)生的激光信號的反射率為96%。實施方式三實施方式三與實施方式一的區(qū)別石英管1的截面形狀的內(nèi)壁為星形，外壁為圓形，如圖4所示。所述的管內(nèi)壁增益涂層2的材料為釹離子，管內(nèi)壁增益涂層2的厚度60nm。所述的部分反射鏡32對產(chǎn)生的激光信號的反射率為50%。實施方式四實施方式四與實施方式一的區(qū)別如圖1、2所示，所述的管內(nèi)壁增益涂層2的材料為釔離子，管內(nèi)壁增益涂層2的厚度 IOOnm0所述的部分反射鏡32對產(chǎn)生的激光信號的反射率為10%。
權利要求
1.反射增益式大功率激光器，其特征在于該激光器包括石英管(1)、管內(nèi)壁增益涂層( 、全反鏡(31)、部分反射鏡(3 、泵浦源⑷；所述的管內(nèi)壁增益涂層O)的材料為稀土離子； 所述的泵浦源(4)從側(cè)面直接照射石英管(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的反射增益式大功率激光器，其特征在于 石英管(1)的截面形狀為內(nèi)外壁均為圓形、矩形或內(nèi)壁為星形，外壁為圓形。
3.根據(jù)權利要求1所述的反射增益式大功率激光器，其特征在于 所述的管內(nèi)壁增益涂層( 對產(chǎn)生的激光信號全反射；所述的全反鏡(31)對產(chǎn)生的激光信號全反射；所述的部分反射鏡(32)對產(chǎn)生的激光信號的反射率為4% 96%。
4.根據(jù)權利要求1所述的反射增益式大功率激光器，其特征在于 所述的稀土離子包括鐿離子、鉺離子、釔離子或釹離子。
5.根據(jù)權利要求1所述的反射增益式大功率激光器，其特征在于 所述的管內(nèi)壁增益涂層⑵的厚度IOnm lOOnm。
全文摘要
本發(fā)明公開了反射增益式大功率激光器，涉及工業(yè)切割，軍事等對激光器功率有較高要求的領域。該激光器包括石英管(1)、管內(nèi)壁增益涂層(2)、全反鏡(31)、部分反射鏡(32)、泵浦源(4)；所述的管內(nèi)壁增益涂層(2)的材料為稀土離子。所述的管內(nèi)壁增益涂層(2)對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的全反鏡(31)對產(chǎn)生的激光信號全反射。所述的部分反射鏡(32)對產(chǎn)生的激光信號的反射率為4％～96％。泵浦源(4)從側(cè)面直接照射石英管(1)。石英管(1)的截面形狀為內(nèi)外壁均為圓形、矩形或內(nèi)壁為星形，外壁為圓形。解決了大功率摻稀土離子激光器中摻雜濃度過高帶來的濃度猝滅問題。
文檔編號H01S3/03GK102244338SQ201110152168
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權日2011年6月8日
發(fā)明者周倩, 寧提綱, 李晶, 油海東, 溫曉東, 裴麗 申請人:北京交通大學