一种列阵波导全固态激光器

技术领域

本发明涉及一种列阵波导全固态激光器，属于激光器技术领域。

背景技术

激光是20世纪以来,人类的又一重大发明,它一出现就引起人们的广泛关注。固体激光器具有体积小，使用方便，输出功率大等优点，在显示、军事、加工、医疗和科研领域具有巨大的用途。随着半导体激光器的出现，激光器的成本越来越被人们所关注，低成本高功率激光器成为一个趋势。专利CN209823100U公布了一种全固态列阵激光器。缺点在于激光在列阵中传播时，容易在横向和垂直方向发散，损耗较大。同时外置腔镜使得激光器体积较大，且安装困难，提高了生产成本。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种列阵波导全固态激光器，该激光器通过脊形的波导对激光在横向和垂直方向进行限制，减少了激光的损耗；通过不同的腔镜设置和组合方式分别达到节省空间、降低生产难度和提高激光光源稳定性等优点。

本发明的技术方案如下：

一种列阵波导全固态激光器，包括激光二极管巴条,所述激光二极管巴条包括若干出光点；沿所述激光二极管巴条出光方向依次设置有第一腔镜阵列、第一波导阵列、第二波导阵列、第二腔镜阵列和整形模块；所述第一波导阵列和所述第二波导阵列均包含若干脊形的波导；所述第一波导阵列的每个波导对应所述激光二极管巴条的每个出光点设置；所述第二波导阵列的每个波导对应所述第一波导阵列的每个波导设置；所述激光二极管巴条、所述第一腔镜阵列、所述第一波导阵列、所述第二波导阵列、所述第二腔镜阵列和所述整形模块均固定在热沉上。

进一步的，所述第一波导阵列为掺钕钒酸钇波导阵列，所述第二波导阵列为周期极化铌酸锂波导阵列；所述掺钕钒酸钇波导阵列和所述周期极化铌酸锂波导阵列的相邻波导之间的间距相等。

进一步的，所述掺钕钒酸钇波导阵列的每个波导包括硅衬底，所述硅衬底上覆盖有二氧化硅包层，所述二氧化硅包层上设置有掺钕钒酸钇脊型波导；所述掺钕钒酸钇脊型波导上覆盖有二氧化硅包层；所述掺钕钒酸钇脊型波导的脊处宽度为10-50微米，高度为10-50微米；所述二氧化硅包层的厚度为1-20微米。

进一步的，所述周期极化铌酸锂波导阵列的每个波导包括硅衬底，所述硅衬底上覆盖有二氧化硅包层，所述二氧化硅包层上设置有周期极化铌酸锂脊形波导，所述周期极化铌酸锂脊形波导上覆盖有二氧化硅包层；所述周期极化铌酸锂脊形波导的脊处宽度为10-50微米，高度为10-50微米；所述二氧化硅包层的厚度为1-20微米。

进一步的，所述周期极化铌酸锂波导阵列的极化周期根据该列阵波导全固态激光器的设计工作温度进行设置。

进一步的，所述掺钕钒酸钇波导阵列靠近所述激光二极管巴条一侧镀有808纳米高透膜，另一侧镀有1064纳米增透膜和532纳米增透膜；所述周期极化铌酸锂波导阵列靠近所述掺钕钒酸钇波导阵列一侧镀有1064纳米增透膜和532纳米高反膜，另一侧镀有532纳米增透膜。

进一步的，所述第一腔镜阵列和所述第二腔镜阵列包含若干与所述激光二极管巴条出光点对应设置的腔镜；所述第一腔镜阵列的腔镜为平面镜和掺钕钒酸钇端面高反膜中的一种；所述第二腔镜阵列的腔镜为平凹柱面镜和周期极化铌酸锂高反膜中的一种。

进一步的，所述激光二极管巴条的每个出光点都经过光纤快轴压缩处理。

进一步的，所述整形模块为柱面聚焦透镜。

本发明具有如下有益效果：

1.该激光器通过脊形波导对激光二极管巴条发出的每一束激光在横向和垂直方向进行限制，从而减少泵浦激光的损耗。

2.该激光器的一种实施例中，将波导阵列两侧的腔镜设置为高反膜，使得激光器的集成度更高，减小了激光器的体积，降低了激光器的集成难度。

3.该激光器的一种实施例中，将第二腔镜阵列设置为平凹柱面镜，与第一腔镜阵列组成平-凹腔的结构，增加激光光源的稳定性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的实施例中的掺钕钒酸钇波导阵列的结构示意图。

图4为本发明的实施例中的周期极化铌酸锂波导阵列结构示意图。

图中附图标记表示为：

1、激光二极管巴条；2、第一腔镜阵列；3、第一波导阵列；4、第二波导阵列；5、第二腔镜阵列；6、整形模块；7、热沉；8、硅衬底；9、掺钕钒酸钇脊型波导；10、二氧化硅包层；11、周期极化铌酸锂脊形波导。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1-4，一种列阵波导全固态激光器，包括激光二极管巴条1，所述激光二极管巴条1包括若干出光点；沿所述激光二极管巴条1出光方向依次设置有第一腔镜阵列2、第一波导阵列3、第二波导阵列4、第二腔镜阵列5和整形模块6；所述第一波导阵列3和所述第二波导阵列4均包含若干脊形的波导；所述第一波导阵列3的每个波导对应所述激光二极管巴条1的每个出光点设置；所述第二波导阵列4的每个波导对应所述第一波导阵列3的每个波导设置；所述激光二极管巴条1、所述第一腔镜阵列2、所述第一波导阵列3、所述第二波导阵列4、所述第二腔镜阵列5和所述整形模块6均固定在热沉7上。所述第一腔镜阵列2、所述第一波导阵列3、所述第二波导阵列4和所述第二腔镜阵列5组成谐振腔。

在至少一直实施方式中，所述第一波导阵列3为掺钕钒酸钇波导阵列，所述第二波导阵列4为周期极化铌酸锂波导阵列；所述掺钕钒酸钇波导阵列和所述周期极化铌酸锂波导阵列的相邻波导之间的间距相等。

在至少一直实施方式中，所述掺钕钒酸钇波导阵列的每个波导包括硅衬底8，所述硅衬底8上覆盖有二氧化硅包层10，所述二氧化硅包层10上设置有掺钕钒酸钇脊型波导9；所述掺钕钒酸钇脊型波导9上还覆盖有二氧化硅包层10；所述掺钕钒酸钇脊型波导9的脊处宽度为10-50微米，高度为10-50微米；所述二氧化硅包层10的厚度为1-20微米。

在至少一直实施方式中，所述周期极化铌酸锂波导阵列的每个波导包括硅衬底8，所述硅衬底8上覆盖有二氧化硅包层10，所述二氧化硅包层10上设置有周期极化铌酸锂脊形波导11，所述周期极化铌酸锂脊形波导11上覆盖有二氧化硅包层10；所述周期极化铌酸锂脊形波导11的脊处宽度为10-50微米，高度为10-50微米；所述二氧化硅包层10的厚度为1-20微米。

在至少一直实施方式中，所述周期极化铌酸锂波导阵列的极化周期根据该列阵波导全固态激光器的设计工作温度进行设置。具体设置方法为根据Sellmeier等式和激光器的设计工作温度确定周期极化铌酸锂波导阵列的极化周期，公式如下：

其中f＝(T-T

其中λ为极化周期，n

在至少一直实施方式中，所述掺钕钒酸钇波导阵列靠近所述激光二极管巴条1一侧镀有808纳米高透膜，另一侧镀有1064纳米增透膜和532纳米增透膜；所述周期极化铌酸锂波导阵列靠近所述掺钕钒酸钇波导阵列一侧镀有1064纳米增透膜和532纳米高反膜，另一侧镀有532纳米增透膜。

在至少一直实施方式中，所述第一腔镜阵列2和所述第二腔镜阵列5包含若干与所述激光二极管巴条1出光点对应设置的腔镜；所述第一腔镜阵列2的腔镜为平面镜和掺钕钒酸钇端面高反膜中的一种；所述第二腔镜阵列5的腔镜为平凹柱面镜和周期极化铌酸锂高反膜中的一种。

当第二腔镜阵列5设置为平凹柱面镜时，构成平凹谐振腔，此时激光光源的稳定性更强；当第一腔镜阵列2和第二腔镜阵列5均设置为高反膜时，激光器的集成度更高，体积更小。

在至少一直实施方式中，所述激光二极管巴条1的每个出光点都经过光纤快轴压缩处理。

在至少一直实施方式中，所述整形模块6为柱面聚焦透镜。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。