[發明專利]重復頻率大范圍可變的電光調Q脈沖激光器

有效

• 申請號: 201210135517.2
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102723660A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 鞏馬理;王濤;柳強;閆平;黃磊;張海濤;劉歡
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，尤其涉及一種重復頻率大范圍可變的電光調Q脈沖激光器。

背景技術

激光調Q激光技術從1961年提出以后，發展極為迅速，該技術是將激光全部能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發射，從而使激光器發光的峰值功率提高幾個數量級的一種重要技術，電光調Q是利用某些晶體的電光效應做成電光調Q開關器件，電光調Q具有開關時間短(約10^-9s)，效率高，調Q時刻可以精確控制，輸出脈沖寬度窄(10～20ns)，峰值功率高(幾十MW以上)等優點，是目前應用廣泛的一種調Q技術。電光調Q使用時一般在激光諧振腔內加上偏光器和波片，偏光器的作用是得到線偏振光，可以使用偏光棱鏡，一般選擇格蘭-泰勒棱鏡或格蘭-傅科棱鏡，也可以使用鍍膜的偏振片，波片的作用是使調Q信號脈沖到來時，激光器輸出激光脈沖。電光調Q的工作原理為，當調Q信號為低電平時，電光晶體對于激光器諧振腔內傳播的光相當于各向同性介質，光通過光電晶體后，偏振狀態不發生任何改變，這樣，偏振器件和波片就構成了光隔離器，讓激光器中的輻射光只能沿一個方向傳播，不能形成激光振蕩，因此，激光器諧振腔的損耗很大，激光器的出光閾值很高，激光介質在泵浦源的作用下，處于儲能狀態；當調Q信號脈沖到來時，電光晶體兩端加電壓，電光晶體對于激光器諧振腔中軸向傳播的光相當于一個波片，其快軸與原有波片快軸重合，形成波片，或快軸與原有波片慢軸重合，對光不起作用，無論是哪一種情況，諧振腔內波片、電光晶體和偏振器件不再組成光隔離器，光路可逆，激光輻射可以在諧振腔內振蕩，諧振腔處于低損耗狀態，激光脈沖迅速形成，并通過激光器的輸出端輸出。

電光調Q激光器中，調Q開關的時間非常短，在納秒的量級上，因此，調Q激光脈沖信號能夠快速建立，激光器輸出的激光脈沖寬度也很窄，約10ns～20ns，由此可見，提高激光器的單脈沖能量，可以得到高峰值功率的激光脈沖，然而，在一定重復頻率的激光脈沖下，單脈沖能量越大，激光器發熱越大，熱效應對激光器的影響也就越嚴重，所以高重頻激光器的單脈沖能量不能做得很大。另外，激光器重復頻率越大，激光器熱效應也就越嚴重，所以，大能量、高峰值功率的電光調Q激光器一般重復頻率都比較低，并且，單脈沖能量越大、脈沖峰值功率越高，激光器的重復頻率越低。目前常見的大單脈沖能量、高峰值功率的調Q激光器的重復頻率一般小于100Hz。

可見，現有的電光調Q脈沖激光器，特別是大能量、高峰值功率的脈沖調Q激光器的輸出激光脈沖序列中，激光脈沖的重復頻率較低。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何克服傳統電光調Q激光器輸出激光脈沖序列中，只含重復頻率較低的激光脈沖序列的缺點，提出一種電光調Q脈沖激光器，以實現輸出大單脈沖能量、高峰值功率的電光調Q脈沖激光器既可在低重復頻率狀態下工作，又可短時間在高重復頻率狀態下，輸出的激光脈沖序列中既含有重復頻率較低的激光脈沖，又含有重復頻率較高的激光脈沖的目的。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種重復頻率大范圍可變的電光調Q脈沖激光器，包括依次連接的全反射鏡、電光調Q單元、激光增益單元和輸出單元，以及泵浦脈沖信號和調Q脈沖信號的產生控制單元，所述泵浦脈沖信號和調Q脈沖信號的產生控制單元用于產生并控制泵浦脈沖和調Q脈沖，使泵浦脈沖和調Q脈沖分別作用于所述激光增益單元和所述電光調Q單元，所述輸出單元用于輸出激光脈沖，所述激光脈沖中包含重復頻率較低的低重頻激光脈沖和重復頻率較高的高重頻激光脈沖。

優選地，所述電光調Q開關包括依次連接的能夠工作在高頻狀態下的電光調Q晶體、波片和偏光器。

優選地，所述輸出單元包括依次連接的波片、偏光器和全反射鏡，或者

所述輸出單元為輸出鏡。

優選地，所述激光器還包括與所述輸出單元連接的波片或退偏器。

優選地，與所述輸出單元連接的波片的光軸與所述偏光器的透光方向呈45°。

優選地，與所述電光調Q單元連接的所述全反射鏡為平面反射鏡或角錐棱鏡，且所述角錐棱鏡的反射面鍍有防相位突變膜。

優選地，所述波片和偏光器的兩端均鍍有增透膜。

優選地，所述能夠工作在高頻狀態下的電光調Q晶體為BBO晶體或RTP晶體。

優選地，所述偏光器為偏振片或偏光棱鏡。

(三)有益效果