[發明專利]一種高功率被動調Q激光器

有效

• 申請號: 201010553504.8
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102013634A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 吳勵;韓曉明;楊建陽;任策;陳衛民
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: H01S5/30
• 分類號: H01S5/30;H01S5/04;H01S5/065;H01S5/024
• 代理公司: 福建煉海律師事務所 35215
• 代理人: 許育輝

技術領域

本發明專利涉及激光領域，尤其涉及高功率被動調Q激光器領域。

背景技術

被動調Q的固體激光器與主動調Q的固體激光器相比，減少了復雜的驅動電路，具有體積小、效率高、成本低等優點，具有較好的發展前景，并且已經廣泛應用于軍事等重要領域。隨著遠程光測距、光通訊、高速全息照相等應用技術的發展，對被動調Q激光器的脈沖能量、峰值功率要求不斷提高。要得到高脈沖能量、峰值功率被動調Q激光器，一般采用連續泵浦方式，但在高功率泵浦下的被動調Q激光器會很容易使泵浦光與基頻光模式匹配失調，產生多模振蕩，造成脈沖輸出穩定性較差，其脈沖輸出頻率、能量和脈沖波形均不穩定。因此傳統連續泵浦方式高功率泵浦下的被動調Q激光器在光測距、光通訊、高速全息照相、醫療等領域的應用受到了較大的限制。

發明內容

針對上述不足，本發明專利的目的在于提供一種高功率被動調Q激光器，獲得穩定的高脈沖能量、高峰值功率的被動調Q輸出。

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：一種高功率被動調Q激光器，包括陣列半導體泵浦激光器101、泵浦耦合系統102、激光增益介質103、被動調Q晶體104，其特征在于激光增益介質103制作成梯形，S1面、S2面與S3面形成折疊式平行平面諧振腔，其中S1面和S2面鏡像平行，S1面與S3面的夾角和S2面與S3面的夾角均為θ角，且θ角大小可調節，S1面鍍基波高反膜、S2面鍍基波增透膜，將被動調Q晶體104放置在該折疊式平行平面諧振腔的光路上，形成被動調Q激光腔，針對不同的泵浦功率，通過調節θ便可調節基模面積大小，獲得穩定的高脈沖能量、高峰值功率的被動調Q脈沖輸出。

所述的折疊式平行平面諧振腔，采用的是整體微片式。

進一步，還可以通過在梯形激光增益介質103的S3面光膠或鍵合一散熱光學件105，可進一步改善散熱條件。

進一步，所述的折疊式平行平面諧振腔還可以采用分離腔方式，通過調節腔鏡來調節被動調Q激光腔，降低梯形激光增益介質103的加工難度。

本發明專利的主要原理在于：由被動調Q激光器原理可知，在滿足泵浦功率密度的前提下，被動調Q激光器輸出的脈沖能量和峰值功率均和基模面積成正比，同時基模面積不會影響脈沖寬度。為此，在大功率泵浦的被動調Q激光器中可通過加大基模面積的方式來提高脈沖能量，獲得高脈沖能量、高峰值功率的脈沖光輸出。

綜上所述，本發明專利采用陣列半導體泵浦激光器側面泵浦梯形結構激光增益介質，?使高功率泵浦下泵浦光和基頻光模式匹配，同時保證泵浦功率密度在合適的范圍，針對不同的泵浦功率，通過調節θ便可調節基模面積大小，獲得穩定的高脈沖能量、高峰值功率的被動調Q輸出，符合遠程光測距、光通訊、高速全息照相等應用技術的要求。

附圖說明

圖1為本發明專利的系統結構圖；

圖2為本發明加入散熱光學元件的實施例圖；

圖3為本發明采用分離腔的實施例一；

圖4為本發明采用分離腔的實施例二；

其中：101.陣列半導體泵浦激光器、102.?泵浦耦合系統、103.?激光增益介質、104.?被動調Q晶體、105.?散熱光學件、106.分離腔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如附圖1本發明專利的系統結構圖所示，一種高功率被動調Q激光器，包含陣列半導體泵浦激光器101、泵浦耦合系統102、激光增益介質103和被動調Q晶體104，其中激光增益介質103制作成梯形，其中S1面和S2面鏡像平行，S1面、S2面與S3面形成折疊式平行平面諧振腔，即S1與S3的夾角和S2與S3的夾角均為θ，且θ角可調節。陣列半導體泵浦激光器101進入激光增益介質103的泵浦寬度為L。激光增益介質103的S1面鍍基波高反膜、S2面鍍基波增透膜，將被動調Q晶體104放置在該平行平面諧振腔的光路上，形成被動調Q激光腔。其基模寬度為D，特定泵浦功率對應的激光增益介質吸收深度為L1，則基模面積S：

S=L1×D……………………………………………………………1

由圖1可知：

D=L×cos(θ)………………………………………………………2

由1、2式可得基模面積S：

S=L1×?L×cos(θ)…………………………………………………3。