LD侧面泵浦结构对增益分布特性的影响分析 - 激光与红外.PDF

第４１卷　 第８期 　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．８ 　 ２０１１年８月　 　 　 　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ａｕｇｕｓｔ，２０１１ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１１）０８０８６７０４ ·激光器技术 · ＬＤ侧面泵浦结构对增益分布特性的影响分析 李久喜，金煜坚，王鹏飞 （固体激光技术重点实验室，北京 １０００１５） 摘　要：通过光线追迹软件模拟及Ｍａｔｌａｂ数据处理，从激光工作物质截面内吸收能量与所需 面积关系方面对比分析了半环形结构激光二极管泵浦与类梯形结构激光二极管泵浦方式下增 益分布特性的差异。通过理论计算及实际测量得出类梯形结构二极管泵浦情况下激光晶体内 的增益分布更为均匀。 关键词：侧面泵浦；增益分布；光线追迹；泵浦均匀性 中图分类号：Ｏ５９　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１１．０８．００９ Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｆｆｅｃｔｏｆｐｕｍｐｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｎｇａｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄｗｏｒｋｉｎｇｍｅｄｉｕｍ ＬＩＪｉｕｘｉ，ＪＩＮＹｕｊｉａｎ，ＷＡＮＧＰｅｎｇｆｅｉ （ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＳｏｌｉｄｓｔａｔｅＬａｓｅｒＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｌｉｇｈｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｗｏｒｋｉｎｇｍｅｄｉｕｍｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄｂｙｄｉｏｄｅｂａｒｓｗｉｔｈｄｉｆ ｆｅｒｅｎｔｐｕｍｐｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｗｉｔｈｃｏｍｐｕｔｅｒｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔ，ｔｈｅｇａｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕ ｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｍｅｄｉｕｍｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄｂｙｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｕｍｐｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆ ｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｂｓｏｒｂｅｄｐｕｍｐｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｔｈｅａｒｅａｎｅｅｄｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆｔｈｅｐｕｍｐｉｎｇｌｉｇｈｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｗｏｒｋｉｎｇｍｅｄｉｕｍｉｓｂｅｔｔｅｒｉｎｑｕａｓｉｔｒａｐｅｚｏｉｄｄｉｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｄｉｏｄｅｓｉｄｅｐｕｍｐｅｄ；ｇａｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｒａｙｔｒａｃｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｐｕｍｐｉｎｇｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ １　引　言 作物质中的增益分布特性，保证高光束质量激光输 无水冷的二极管侧面泵浦激光器具有体积小、 出［１－２］。本文通过对二极管侧面泵浦条件下工作物 质量轻、结构紧凑及易于实现较高功率泵浦的优点。 质内增益分布特性的研究，对比分析了半环形泵浦 在工程应用中，由于激光工作物质需要及时散掉所 结构与类梯形泵浦结构下增益分布特性的差异，最 产生的热量，激光二极管往往在激光工作物质的一 终通过采用分布均匀性较好的泵浦结构获得了高光 侧进行泵浦，而另外一侧则通过热沉以传导冷却的 束质量激光输出。 方式进行散热。由于这种散热结构的限制，二极管 ２　二极管阵列泵浦数学模型 侧面泵浦情况下工作物质截面内增益分布难以达到 激光增益介质对泵浦光的吸收对应着介质内的 较理想的