[發明專利]用于提高輸出穩定性的調Q激光器

無效

• 申請號: 201210387950.5
• 申請日: 2012-10-14
• 公開（公告）號: CN102882111A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李強;蘇艷麗;羅旭;雷訇;惠勇凌;姜夢華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/11
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及激光技術領域，具體為用于提高輸出穩定性的調Q激光器。

背景技術

脈沖激光在工業加工、激光雷達、遠程傳感、非線性頻率變換等領域發揮著重要的作用。尤其是高重復頻率、高峰值功率、窄脈寬和緊湊型的脈沖激光器被應用于很多方面，如激光微加工、環境監測、醫學診斷等。目前，被動調Q技術是比較常用的產生高重復頻率、高峰值功率激光脈沖輸出的最有效的方法之一，因此被廣泛采用。

被動調Q激光器只需在腔內插入可飽和吸收體，無需外部驅動源控制，具有體積小、結構簡單、制作成本低等優點，但采用被動調Q技術的脈沖激光器在工業及軍事應用中通常存在以下問題：一、被動調Q激光器一般在閾值附近具有較高幅度穩定性和重復頻率穩定性，但隨著重復頻率的提高，由于泵浦功率不穩定，導致輸出脈沖幅度穩定性和重復頻率穩定性大幅度降低（W.J.Mandeville,?K.M.Dinndorf,?et.al,?Characterization?of?passively?Q-switched?microchip?lasers?for?laser?radar,?Proceedings?of?SPIE,?Vol.2748,?358-366）；二、被動調Q激光器中由于可飽和吸收體的各向異性吸收特性，導致兩個正交偏振的脈沖信號隨機輸出，不利于激光器穩定工作，極大限制了被動調Q激光器的廣泛應用（Y.?Wang,?M.?Gong,?P.?Yan,?et?al.?Stable?polarization?short?pulse?passively?Q-switched?monolithic?microchip?laser?with?[110]?cut?Cr⁴⁺:YAG[J].?Laser?Phys.?Lett,?2009,?6?(11),788–790；R.?Bhandari?and?T.?Taira,?“Megawatt?level?UV?output?from?[110]?Cr4+:YAG?passively?Q-switched?microchip?laser,”?Opt.?Express19(23),?22510–22514?(2011).）。

根據發明人的技術調研，針對被動調Q激光器存在的第一個問題，即輸出幅度不穩定和重復頻率不穩定，已有文獻資料報道通過增益預泵浦技術可以在很大程度上提高輸出脈沖的幅度穩定度和重復頻率穩定度（詳見以下資料：Weiyu?Wang,?Mali?Gong,?et?al.?Pulse?control?of?passively?Q-switched?microchip?laser?with?CW?pumping?modulation,?Proceedings?of?SPIE,?Vol.3899,?455-460；中國專利，公開號：CN?1265528A，獲得穩定被動調Q激光器的增益預泵浦方法）；針對被動調Q激光器存在的第二個問題，即輸出偏振方向不穩定，已有文獻資料報道通過改變可飽和吸收體的切割方向從而實現穩定偏振的調Q脈沖激光輸出（H.?Sakai,?A.?Sone,?H.?Kan,?and?T.?Taira,?in:?Technical?Digest?of?the?20th?Anniversary?Meeting?Advanced?Solid-State?Photonics,?Incline?Village,?NV,?USA,?January?29–February?1,?2006?(ASSP?2006),?paper?MD2.；Y.?Wang,?M.?Gong,?P.?Yan,?et?al.?Stable?polarization?short?pulse?passively?Q-switched?monolithic?microchip?laser?with?[110]?cut?Cr⁴⁺:YAG[J].?Laser?Phys.?Lett,?2009,?6?(11),788–790；R.?Bhandari?and?T.?Taira,?“Megawatt?level?UV?output?from?[110]?Cr4+:YAG?passively?Q-switched?microchip?laser,”?Opt.?Express19(23),?22510–22514?(2011).）。以上均不涉及利用增益預泵浦技術及偏振泵浦技術同時解決被動調Q激光器中輸出不穩定的問題，包括幅度不穩定、重復頻率不穩定和偏振方向不穩定的問題。