POWER SCALING IN CONTINUOUS-WAVE YB:YAG MICROCHIP LASER FOR MEASURING APPLICATIONS

A M Ivashko,N V Kuleshov,V E Kisel

doi:10.21122/2220-9506-2017-8-3-222-227

Abstract

Characteristics optimization of lasers used in different measuring systems is of great interest up to now. Diode-pumped microchip lasers is one of the most perspective ways for development of solid-state light sources with minimal size and weight together with low energy power consumption. Increasing of output power with good beam quality is rather difficult task for such type of lasers due to thermal effects in the gain crystal under high pump power.The investigation results of continuous-wave longitudinally diode-pumped Yb:YAG microchip laser are presented. In the presented laser radiation from multiple pump laser diodes were focused into the separate zone in one gain crystal that provides simultaneous generation of multiple laser beams. The energy and spatial laser beam characteristics were investigated.Influence of neighboring pumped regions on energy and spatial laser beams parameters both for separate and for sum laser output was observed. The dependences of laser output power from distance between neighboring pumped regions and their number were determined. Decreasing of laser output power was demonstrated with corresponding distance shortening between pumped regions and increasing their quantity with simultaneous improvement of laser beam quality.Demonstrated mutual influence of neighboring pumped regions in the longitudinally diode pumped Yb:YAG microchip laser allow as to generate diffraction limited Gaussian beam with 2W of continuous-wave output power that 30 % higher than in case of one pumped zone.

Highlights

Свойства лазерного излучения позволяют значительно улучшить характеристики существующих приборов и разрабатывать новые, параметры которых не могут быть получены при использовании обычных источников света
При увеличении мощности накачки для повышения выходной мощности из-за тепловых эффектов диаметр фундаментальной моды становится значительно меньше, чем диаметр пучка накачки, и происходит переход в многомодовый режим генерации [7] с соответствующим снижением пространственного качества излучения
При увеличении количества лазерных диодов накачки, а соответственно, и количества прокачиваемых областей при их одновременном включении было обнаружено влияние прокачиваемых зон друг на друга и на характеристики генерируемого излучения

Summary

Introduction

Свойства лазерного излучения позволяют значительно улучшить характеристики существующих приборов и разрабатывать новые, параметры которых не могут быть получены при использовании обычных источников света. Поэтому масштабирование выходной мощности в широких пределах при необходимости получения близкой к дифракционной расходимости и Гауссового пространственного профиля лазерного пучка, что соответствует генерации на основной TEM00 моде, для данного класса лазеров является затруднительным. Yb:YAG, построенный по принципу мультипликации прокачиваемых зон [10] и генерирующий два осесимметричных лазерных пучка с максимальной выходной мощностью 1,5 Вт на каждый пучок при сохранении Гауссового пространственного профиля.

Results

Conclusion