4-67  二极管端泵浦2 mm Tm:YAG激光器

王卫民  庞  毓  马  毅  张  雷

工作波长在2 μm附近的高功率激光源在医疗、OPO泵浦源、科研等方面有着重要的应用价值。在室温下用805 nm波长的二极管面阵激光器经过光束耦合端泵浦Tm:YAG，实现高功率输出。泵浦源为12个“bar”的二极管面阵激光器，每个“bar”通过一个微柱面透镜对二极管激光器进行准直，准直后发散角小于1.5º，再经过一个光学耦合器对805 nm激光束进行压缩，最后在Tm:YAG端面上形成一个1.7 mm×1.7 mm的均匀泵浦光斑。激光增益介质选用掺杂2%的Tm:YAG晶体，晶体的有效增益长度为45 mm，Tm:YAG棒表面抛光，以利于泵浦光被晶体有效吸收; 晶体的泵浦端面通过高温扩散的方法焊接5 mm厚的YAG，以利于减少晶体端面的热畸变，提高2.01 mm激光输出的光束质量。

如图1所示，实验所用Tm:YAG晶体的尺寸为f3 mm×45 mm，其YAG端面镀805 nm的增透膜，2.01 mm的全反射膜，作为谐振腔的全反射镜，另一端镀805 nm的全反射膜，2.01 mm的增透膜，以便剩余的泵浦光再次被晶体吸收，提高泵浦效率。Tm:YAG晶体在激光工作期间通过循环水冷却，循环水的温度约0~3℃。激光器在0.1 kHz重复频率下，泵浦时间为0.8 ms，获得大于10 W的2.01 mm激光输出。