由于固体激光工作物质是绝缘晶体,所以一般都采用光泵浦激励。目前的泵浦光源多为工作于弧光放电状态的惰性气体放电灯。
泵浦光源应当满足两个基本条件:①有很高的发光效率;②辐射光的光谱特性应与激光工作物质的吸收光谱相匹配。氪灯在低电流密度放电时的辐射光谱特性,与YAG的主要泵浦吸收带相近。因此,连续和小能量(<10焦耳=脉冲YAG激光器多采用氪灯泵浦,其效率较高。脉冲氙灯在高放电电流密度的情况下,辐射为连续谱,且光谱分量向短波长移动,有利于红宝石的吸收。故对于红宝石激光器,以及大中功率钕玻璃、YAG脉冲激光器,多采用高效脉冲氙灯泵浦.
图1椭圆柱聚光腔
由于常用的泵浦灯在空间的辐射都是全方位的,而固体工作物质一般都加工成圆柱棒形状,所以为了将泵浦灯发出的光能完全聚到工作物质上,必须采用聚光腔。图(5—6)所示的椭圆柱聚光腔是小型固体激光器中最常采用的聚光腔,它的内表面被抛光成镜面,其横截面是一个椭圆。按几何光学成像原理,从椭圆的一个焦点发出的所有光线,经椭圆反射后,都将聚到另一个焦点上。所以,如果将直管灯和激光棒分别置于椭圆柱聚光腔的两条焦线上,即可得到较好的聚光效果。
固体激光器在工作时,泵浦光谱中仅有少部分与工作物质吸收带相匹配的光能是有用的,其它大部分光谱能量被基质材料吸收转化为热量,导致器件的温度升高,在激光棒内产生不均匀的温度(梯度)分布。这些无功热损耗产生的热效应,对于固体激光器、特别是连续和高重复率固体激光器来说,是一个严重的问题,它将直接影响工作物质的特性,导致激光器性能变差,甚至会产生“温度猝灭”。所以,固体激光器的泵浦系统还要冷却和滤光。常用的冷却方式有液体冷却、气体冷却和传导冷却等,其中以液冷最为普遍。
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