[發(fā)明專利]一種脈沖激光器和控制脈沖激光器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210313972.7
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102801098A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林志鋒;李佳;舒仕江;張國亮;劉小東;張建云
• 申請（專利權(quán)）人: 北京敏視達(dá)雷達(dá)有限公司
• 主分類號: H01S3/117
• 分類號: H01S3/117;H01S3/081
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)器件領(lǐng)域，尤其是涉及一種脈沖激光器和控制脈沖激光器的方法。

背景技術(shù)

脈沖激光器中通常使用種子注入鎖定的激光技術(shù)實現(xiàn)激光脈沖。種子注入鎖定的激光技術(shù)是將單頻的種子激光注入到脈沖激光器的諧振腔中，通過探測種子激光的諧振信號，進而反饋控制脈沖激光器的諧振頻率，使得脈沖激光器的諧振頻率與種子頻率一致時產(chǎn)生激光脈沖。

聲光Q開關(guān)是脈沖激光器中實現(xiàn)激光脈沖輸出的一種常用的電子器件。在采用聲光Q開關(guān)的脈沖激光器中，為了便于實現(xiàn)種子注入鎖定，現(xiàn)有技術(shù)中一種常用的方法是采用線性激光諧振腔，將種子激光通過反射鏡注入到諧振腔內(nèi)，如2007年K.Nicklaus等人報道的文獻《Frequency?stabilization?of?Q-switched?Nd:YAG?oscillator?for?airborne?and?spaceborne?LIDAR?systems》，由于反射鏡要考慮激光諧振腔的損耗，因此通常透過率很低，如1％左右，這樣也就要求注入的種子激光具有較大的功率。為解決這個問題，常用的方法是采用環(huán)形激光諧振腔，種子激光從輸入輸出鏡注入到激光諧振腔內(nèi)，在反射鏡后端進行諧振信號探測，如Grady?J.Koch等人報道的文獻《High-energy?2?μm?Doppler?lidar?for?wind?measurements》，或者在激光輸出后，采用分光鏡分出部分信號進行探測，如Martin?0stermeyer等人報道的文獻《Frequency?stabilization?of?a?Q-switched?Nd:YAG?laser?oscillator?with?stability?better?300kHz?following?an?rf-sideband?scheme》，在這種方法中，利用輸入輸出鏡的透過率較高，通常在10％以上，因此不需注入很大功率的種子激光。然而，當(dāng)在反射鏡或分光鏡后端進行諧振信號探測時，如果反射鏡或者分光鏡的透過率較低，則通常不易探測到諧振信號，而如果反射鏡或者分光鏡透過率較高，則在激光脈沖建立時，由于激光脈沖的峰值功率較高，通常在kW以上，則可能造成探測器損傷，或者造成探測器長期飽和而導(dǎo)致性能下降，進而影響激光器的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種脈沖激光器和控制脈沖激光器的方法，從而能夠即較易探測到諧振信號，又不會對探測器造成損傷的實現(xiàn)輸出激光脈沖。

為此，本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種脈沖激光器，所述脈沖激光器包括種子激光器、壓電陶瓷、激光晶體、泵浦源、聲光Q開關(guān)、光電探測器、種子注入鎖定系統(tǒng)以及由輸入輸出鏡、第一反射鏡和第二反射鏡組成的環(huán)形諧振腔。

所述種子激光器用于由輸入輸出鏡向所述環(huán)形諧振腔的光路的方向注入種子激光。

所述激光晶體和聲光Q開關(guān)位于所述環(huán)形諧振腔的光路上。

所述泵浦源向所述激光晶體提供泵浦的能量。

所述光電探測器用于探測聲光Q開關(guān)的衍射光路上的光強度，并將表征所述光強度的檢測信號發(fā)送至種子注入鎖定系統(tǒng)。

種子注入鎖定系統(tǒng)用于控制聲光Q開關(guān)開啟、根據(jù)光電探測器發(fā)送的表征光強度的檢測信號向壓電陶瓷發(fā)送控制信號以使得所述表征光強度的檢測信號達(dá)到最佳值，以及當(dāng)光電探測器發(fā)送的表征光強度的檢測信號達(dá)到最佳值時控制聲光Q開關(guān)關(guān)閉；所述最佳值為表征光強度的檢測信號的最大值或最小值。

所述壓電陶瓷用于根據(jù)種子注入鎖定系統(tǒng)的控制信號控制所述環(huán)形諧振腔的腔長。

優(yōu)選地，所述壓電陶瓷與輸入輸出鏡、第一反射鏡或第二反射鏡粘接。

優(yōu)選地，所述脈沖激光器還包括第三反射鏡。

所述第三反射鏡將聲光Q開關(guān)的衍射光路上的光反射至光電探測器。

優(yōu)選地，所述激光晶體為側(cè)面泵浦的激光晶體。

所述泵浦源從所述側(cè)面泵浦的激光晶體的側(cè)面向所述側(cè)面泵浦的激光晶體提供泵浦的能量。

優(yōu)選地，所述泵浦源為半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管或者閃光燈。

優(yōu)選地，所述激光晶體為單端面泵浦的激光晶體，所述泵浦源為第一半導(dǎo)體激光器；所述單端面泵浦的激光晶體的泵浦端面正對著第一反射鏡。

所述第一半導(dǎo)體激光器由所述第一反射鏡的后端，向所述單端面泵浦的激光晶體的泵浦端面發(fā)射激光。

所述第一反射鏡為兩面均鍍有第一增透膜的反射鏡；其中，所述第一增透膜的透射波長為所述第一半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光的波長。