[實用新型]腔內無附加插入元件損耗可調制激光器

無效

• 申請號: 00232356.7
• 申請日: 2000-11-09
• 公開（公告）號: CN2453576Y
• 公開（公告）日: 2001-10-10
• 發明（設計）人: 朱曉;毛少卿;陳木林;黃恒
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;凌云科技集團有限責任公司
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08
• 代理公司: 華中理工大學專利事務所
• 代理人: 朱仁玲

本實用新型涉及一種腔內損耗可調制激光器。

激光腔內損耗調制技術的發展和應用，是激光發展史上一個重要突破。通過調制激光諧振腔內的損耗，可把激光能量壓縮在寬度極窄的脈沖中發射，使光源的單色亮度提高幾個數量級。現有激光調制技術可分為三類：一是控制激光電源，實現激光輸出的調制，如半導體激光器。該方法簡單易行，價格便宜，但目前僅適合半導體激光器中。二是在激光諧振腔內放置調制元件，用傳遞信息控制調制元件物理特性的變化，以改變諧振腔的損耗，從而實現對輸出激光的調制。如電光調Q、聲光調Q、可飽和吸收體被動調Q等。這些器件插入在激光諧振腔內，無疑增加了激光諧振腔的損耗，也使得光路復雜，效率低，易受強激光損傷，且價格高，使用不方便。三是全反射鏡偏轉調制的轉鏡調Q，但在實施中調整困難，且調Q穩定性差，效率低，轉動機構復雜，體積大，笨重。

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足之處，而提供一種損耗可調制激光器，無需在激光諧振腔內加入任何調制元件，而解決激光諧振腔調Q或激光輸出調制的問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：該激光器包括激光輸出鏡、激光工作介質和反射率可調制的復合反射器，復合反射器安裝在激光諧振腔的一端，由控制元件、光耦元件和反射棱鏡組成，反射棱鏡是直角屋脊棱鏡或是三面直角角錐棱鏡，光耦元件置于反射棱鏡的全內反射面外側，控制元件與光耦元件相結合，控制光耦元件與反射棱鏡的全內反射面之間的間隙，實現復合反射器的反射率調制。

本實用新型的優點是：

1．無調制元件的插入損耗，降低了激光閾值，提高了激光器的效率。

2．無調制元件置于激光諧振腔內，使得光路簡單，便于使用。

3．復合反射器調Q的抗激光損傷能力強，能應用于連續和脈沖高功率激光器，實用面廣。

4．復合反射器中的反射棱鏡構成的激光諧振腔，抗失調能力強，穩定性高，激光器可在強振動的環境下正常運轉。

5．復合反射器能在紫外到中紅外波長工作。

圖1～圖9是本實用新型九種實施例的結構簡圖。

圖10是反射率可調制復合直角屋脊棱鏡反射器示意圖。

圖11是反射率可調制復合三面直角角錐棱鏡反射器示意圖。

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。

由圖1，控制反射棱鏡2一外側面激光透過率實現腔內損耗調制。激光諧振腔包括激光輸出鏡1、反射棱鏡2及工作介質8。反射棱鏡是有兩個全反射面的直角屋脊棱鏡或是有三個全內反射面的三面直角角椎棱鏡。光耦元件3置于腔外，在反射棱鏡2的全內反射面外側，可保持接觸或保持較小間隙，由折射率大于1，且能透過或吸收激光輻射的材料制成。控制元件4為電致伸縮控制元件或壓電微位移器控制元件，與光耦元件3相結合。當控制元件4與電源6接通以后，即發生改變，從而使光耦元件3與反射棱鏡2之間的空隙厚度發生改變。支架5固定在激光頭的底座上，用于支撐控制元件4。

當光耦元件3與反射棱鏡2一個全內反射平面的空氣間隙大于或等于一個激光輻射波長時，激光在該反射棱鏡2里的激光能量將發生全反射，入射到反射棱鏡2里的激光能量將按入射方向全部返回，再經激光輸出鏡1反射，形成激光腔內振蕩，此時腔內的損耗最小。當光耦元件3與反射棱鏡2一個平面的空氣間隙小于一個激光輻射波長時，該棱鏡面的反射條件將發生變化，激光在反射棱鏡2中將不會發生全反射，部分激光能量將從反射棱鏡2中透射出來。光耦元件3與反射棱鏡2間的空氣間隙越小，透過的激光輻射越大。此時，激光諧振腔處于高損耗狀態。

由于調節光耦元件3與反射棱鏡2之間的空氣間隙，可使反射棱鏡2的反射率從0至100％變化，因而將控制元件4，光耦元件3和反射棱鏡2一起稱為反射率可調的復合反射器。復合反射器由控制元件4，光耦元件3和反射棱鏡2構成，安裝在激光諧振腔的一端，取代諧振腔的全反鏡。通過控制復合反射器的反射率，即可達到控制激光諧振腔腔內損耗的目的。若控制復合反射器的反射率與外部調制信號同步，則激光諧振腔的損耗也隨外部調制信號變化，從而實現對諧振腔輸出激光的調制。若控制復合反射器的反射率，使激光諧振腔的Q值在激光振蕩的建立時間內發生變化，則可實現對激光諧振腔的調Q，輸出巨脈沖。