端泵

End Pumping

激光器和光放大器的端泵浦(也称为纵向泵浦)是一种对激光增益介质进行光泵浦的技术,其中泵浦光沿激光束方向入射,而不是横向入射(侧泵浦)。末端泵浦的几何结构通常可以在泵浦源和激光辐射之间实现良好的空间重叠,这会带来很多优势。

典型的端部泵浦固体激光器的结构
典型的端部泵浦固体激光器的结构

端泵的优点

  • 有可能通过这种方式获得高激光增益,这对于光放大器也特别重要。
  • 由于较少了不能参与激光过程的泵浦区域,人们还可以获得较高的功率效率(通常比侧泵浦高)。
  • 如果泵浦光束很好地保持在激光谐振腔的基本横模的体积内,具有衍射极限光束质量的横向单模操作通常是可实现的,为高阶模式的增益太低而无法达到激光阈值。通常要求激光束半径略低于泵浦强度分布的半径,因为否则激光模式会受到热透镜光学像差的影响。

由于这些原因,大多数二极管泵浦的固体激光器,特别是那些输出功率较低的激光器,都是端部泵浦的。

端泵潜在的缺点

  • 泵浦光最多只能从两个方向注入,这可能会限制适用的总泵浦功率。
  • 特别是泵浦小光束半径的长激光晶体时,需要具有高光束质量的泵浦源,或结合一定水平的光功率获得高辐射(亮度),因此灯泵浦激光器通常不能端泵浦。
  • 光强度和晶体温度沿光束方向变化,特别是对于单向泵,但对于双向泵浦,其变化要小得多。

由于这些限制,末端泵浦通常不能用于高功率激光器,特别是不能用于灯泵浦激光器。然而,有一些技术可以将末端泵浦的概念扩展到相当高的功率;例如,复合激光晶体)可用于更好地分配吸收功率。

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