Diode-Pumped
Solid State Lasers
T.Y Fan
VOLUME 3, NUMBER 3, 1990 THE LINCOLN LABORATORY JOURNAl
Перевод Виталия Угарова
В последние несколько лет возрос интерес к использованию полупроводниковых диодных лазеров для накачки твердотельных лазеров на основе редкоземельных ионно-легированных прозрачных твердых веществ, таких как легированный неодимом иттрий-алюминиевый гранат (Nd:YAG). Традиционно, эти твердотельные лазеры накачиваются импульсными лампами, которые излучают широкополосное излучение. Системы с ламповой накачкой являются неэффективными: как правило, 1% подведенной электрической энергии переходит в оптическую, и лампы требуют замены примерно через 200 часов непрерывной работы. Диодные лазерные источники накачки позволяет работать с более высокой эффективностью (10%) и при более длительном сроке службы (20000 ч).
Потенциальные преимущества полупроводниковых источников света над ламповыми, для оптической накачки твердотельных лазеров, были признаны в начале 1960-х годов, но лазеры с диодной накачкой на практике не реализовывались до начала 1980-х годов, когда стали широкодоступными эффективные, мощные, надежные полупроводниковые лазеры. Лаборатория Линкольна принимала участие в разработке этих лазеров с самого начала; первый лазер с диодной накачкой был U3 +; CaF2 лазер продемонстрирован в лаборатории Линкольна R.J. Keyes и T.M. Quist в 1964 году. На рисунке показана схема этого устройства. Весь узел был помещен в гелиевой криостат для охлаждения, так как для работы лазерного диода требуется поддерживать низкую температуру.
Продолжались исследования в лаборатории Линкольна и в 1970-х годах, большая часть усилий посвящена исследованию твердотельных лазерных материалов, легированных с относительно высокими уровнями Nd. Два обзора исследований в этой области были опубликованы в 1988 году.
Эта статья рассматривает преимущества технологии лазерной диодной накачки по сравнению с конкурирующими лазерными технологиями, и обсуждает некоторые исследования группы исследователей квантовой электроники в лаборатории Линкольна, в настоящее время эта группа работает в таких областях как: лазеры высокой и средней мощности, лазерами с высокой энергией в импульсе, новые лазерные конфигурации, и новые материалы для лазеров с диодной накачкой.