端泵

End Pumping

激光器和光放大器的端泵浦(也稱為縱向泵浦)是一種對激光增益介質進行光泵浦的技術,其中泵浦光沿激光束方向入射,而不是橫向入射(側泵浦)。末端泵浦的幾何結構通常可以在泵浦源和激光輻射之間實現良好的空間重疊,這會帶來很多優勢。

典型的端部泵浦固體激光器的結構
典型的端部泵浦固體激光器的結構

端泵的優點

  • 有可能通過這種方式獲得高激光增益,這對于光放大器也特別重要。
  • 由于較少了不能參與激光過程的泵浦區域,人們還可以獲得較高的功率效率(通常比側泵浦高)。
  • 如果泵浦光束很好地保持在激光諧振腔的基本橫模的體積內,具有衍射極限光束質量的橫向單模操作通常是可實現的,為高階模式的增益太低而無法達到激光閾值。通常要求激光束半徑略低于泵浦強度分布的半徑,因為否則激光模式會受到熱透鏡光學像差的影響。

由于這些原因,大多數二極管泵浦的固體激光器,特別是那些輸出功率較低的激光器,都是端部泵浦的。

端泵潛在的缺點

  • 泵浦光最多只能從兩個方向注入,這可能會限制適用的總泵浦功率。
  • 特別是泵浦小光束半徑的長激光晶體時,需要具有高光束質量的泵浦源,或結合一定水平的光功率獲得高輻射(亮度),因此燈泵浦激光器通常不能端泵浦。
  • 光強度和晶體溫度沿光束方向變化,特別是對于單向泵,但對于雙向泵浦,其變化要小得多。

由于這些限制,末端泵浦通常不能用于高功率激光器,特別是不能用于燈泵浦激光器。然而,有一些技術可以將末端泵浦的概念擴展到相當高的功率;例如,復合激光晶體)可用于更好地分配吸收功率。

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