侧泵浦 Side pumping

2022-10-26 15:56:23 浏览:397

定义

一种在与其光束方向近似横向的方向上泵浦固态激光的技术。

图 1:固态激光器的侧泵浦杆。

侧面泵浦是一种光学泵浦激光增益介质(通常是固态体激光器)的技术,其中泵浦光从侧面注入,即大致垂直于激光束的方向。例如,图1显示了侧泵浦激光装置的横截面,其中来自二极管棒的泵浦光通过激光棒周围反射外表面的狭缝注入。图2显示了包含侧泵浦杆的激光装置。另一种方法是沿激光束泵浦(→端泵浦)。

优势

侧泵浦的主要优点是它允许使用空间相干性非常低的泵浦源,例如弧光灯、闪光灯或高功率二极管条。

此外,侧泵可以很容易地组合多个泵源。例如,可以使用几个仅具有快速轴准直的二极管条(并排)泵浦杆激光器;发射区域的总宽度可以接近杆的长度。

另一个优点是吸收的泵功率可以在纵向平滑分布。

因此,侧泵浦通常用于高功率固态激光器。

图 2:典型侧泵浦固态激光器的设置。

局限性

挑战来自这样一个事实,即与末端泵送相比,侧泵通常更难实现高增益,良好的光束质量和高功率效率。根本问题是激光模式的边缘甚至外部都有增益。这可能导致提取效率差,并鼓励高阶谐振器模式的振荡。

侧泵浦杆的冷却也比端泵浦激光器更复杂,因为外表面必须用于冷却和注入泵浦光。

因此,大多数用于中等或低输出功率的二极管泵浦固态激光器都是端泵浦而不是侧泵浦。

弹跳放大器和激光器

一种特殊的侧泵浦几何形状是反射放大器(或激光),其中激光束在激光晶体的内侧(具有掠入射)经历全内反射,并且泵浦光在该反射点周围注入。用于具有特别强泵浦吸收的激光晶体材料(例如Nd:YVO4 ),大多数泵浦光可以在激光谐振器的基本模式下被吸收。

光纤设备的侧泵浦

还有应用于高功率光纤激光器和基于双包层光纤的放大器的侧泵浦技术。在这里,泵光以某种方式注入内部包层,而无需进入光纤末端。例如,光纤中的V形凹槽允许在多个位置注入泵光。

另一种可能性是将泵光发射到其他未掺杂的光纤中,这些光纤与泵光耦合到的有源光纤紧密捆绑。

所有这些侧面泵浦技术对于高功率设备特别有用,因为它们可以发射高泵浦功率,同时保留对光纤端的访问以处理激光本身。

请注意,即使是在一端面或两端面注入泵的双包光纤的普通使用,在某种意义上也可以被视为侧泵,因为大多数泵光从泵包层进入核心。

方法

作          者: 泮桥成像光电商城

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