目錄

第1章 概述

1.1 什么是半導體泵浦固體激光器

1.2 優勢

1.3 典型的波長

第2章 半導體泵浦固體激光器的種類

2.1 端面泵浦固體激光器

2.2 側面泵浦固體激光器

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第1章 概述

1.1 什么是半導體泵浦固體激光器

半導體泵浦固體激光器（Diode Pump Solid State Laser），是一種用半導體固體激光材料作為工作物質的新型激光器。半導體泵浦固體激光器近年來國際上發展很快，應用也非常廣泛。

半導體泵浦固體激光器也是一種高效率、長壽命、光束質量高、穩定性好、結構緊湊小型化的第二代新型固體激光器，已在空間通訊，光纖通信，大氣研究，環境科學，醫療器械，光學圖象處理，激光打印機等高科技領域有著獨具特色的應用前景。

該類型的激光器利用能夠輸出光信號的光電半導體（激光二極管與其驅動器）的代替了傳統的氪燈或氙燈來對激光晶體進行泵浦，從而取得了嶄新的發展，被稱為第二代的激光器，如LD驅動器，它的基本原理是：電光效應。

• 半導體激光二極管：在恒流的作用下，產生恒定功率的光信號。
• 半導體激光二極管驅動電路：產生恒定的電流，為激光二極管提供持續的能量。

[激光器原理與應用-5]：激光二極管LD (Laser Diode)與激光二極管驅動器(LD驅動器）_文火冰糖的硅基工坊的博客-CSDN博客

1.2 優勢

• 1、低功耗：傳統的燈泵浦激光器的轉換效率大約只有3%左右，泵浦燈的發出的能量大部分轉換成了熱能，造成了極大的能源浪費。而半導體泵浦固體激光器所用的二極管發出固定的，被激光晶體吸收的808nm波長的激光，光光轉換效率可高達40%以上，大大減少了運行成本。
• 2、性能可靠、壽命長：激光二極管的壽命大大長于閃光燈，達15000小時以上，閃光燈的壽命只有300—1000小時。激光半導體的泵浦能量穩定性好，比閃光燈泵浦優一個能量級，性能可靠，可制成全固化器件。運行壽命長，成為至今為止唯一無需維護的激光器，尤其適用于大規模生產線。
• 3、輸出光束質量好：由于半導體泵浦激光的高轉換效率，減少了激光工作物質的熱透鏡效應，大大改善了激光器的輸出光束質量，激光光束質量已接近理論極限。

1.3 典型的波長

635 nm，650 nm，660 nm，670 nm，690 nm，780 nm，830 nm，860 nm，915 nm，940 nm及1064 nm，1310 nm，1480 nm，808 nm,532 nm.

在工業激光設備中應用最多的波長的半導體激光器是：1064nm（紅外光）,532 nm,808 nm等波長段的。

第2章 半導體泵浦固體激光器的種類

半導體泵浦固體激光器的種類很多，可以是連續的、脈沖的、調Q的，以及加倍頻混頻等非線性轉換的。

工作物質的形狀有圓柱和板條狀的。

而泵浦的耦合方式可分為端面泵浦和側面泵浦，

其中端面泵浦又可分為直接端面泵浦和光纖耦合端面泵浦兩種結構。

2.1 端面泵浦固體激光器

端面泵浦方式最大的優點就是：容易獲得好的光束質量，可以實現高亮度的固體激光器。

端面泵浦的效率較高。

這是因為, 在泵浦激光模式不太差的情況下，泵浦光都能由會聚光學系統耦合到工作物質中，耦合損失較少；

另一方面，泵浦光也有一定的模式，而產生的振蕩光的模式與泵浦光模式有密切關系，匹配的效果好，因此，工作物質對泵浦光的利用率也相對高一些。

正是由于端面泵浦方式效率高、模式匹配好、波長匹配的優點在國際上發展極為迅速，已成為激光學科的重點發展方向之一。它在激光打標、激光微加工、激光印刷、激光顯示技術、激光醫學和科研等領域都有廣泛的用途，具有很大的市場潛力。

2.2 側面泵浦固體激光器

側面泵浦（Side Pump）固態激光器激光頭是由三個二極管泵浦模塊圍成一圈組成泵浦源，每個泵浦模塊又由3個帶微透鏡的二極管線陣組成。每個線陣的輸出功率平均為20W輸出波長為808nm。該裝置采用玻璃管巧妙地設計了泵浦腔和制冷通道。玻璃管的表面大部分鍍有808nm的高反膜，剩余的部分呈120°鍍有三條808nm增透膜，這樣便形成了一個泵浦腔。半導體泵浦源發出的光經過三對光束整形透鏡會聚到這三條鍍增透膜的狹長區域內，然后透過玻璃管的管壁，被晶體吸收。由于玻璃管大部分區域鍍有高反膜，使得泵浦光進入泵浦腔以后，便在其中來回的反射，直至被晶體充分地吸收，而且在晶體的橫截面上形成了均勻的增益分布。

同時玻璃管還能用于制冷，高速通過的冷卻水將產生的熱量迅速帶走。晶體采用的是一根復合結構的Nd:YAG棒，有效尺寸為j3*63mm，摻雜濃度為1.5at.%.當泵浦光功率為180W時，得到了72W的激光輸出。光光轉換效率高達40%。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[激光原理与应用-32]：典型激光器 -4- 半导体泵浦固体激光器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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