[發明專利]一種大能量單縱模短脈沖激光輸出的方法及固體激光器

在審

• 申請號: 201410444762.0
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104158082A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 羅亦鳴
• 申請（專利權）人: 四川卓眾科技有限公司;鞍山紫玉激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/0941;H01S3/08;H01S3/11
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

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技術領域：

本發明涉及固體激光器技術領域，尤其涉及一種二極管泵浦的固體激光器技術領域。

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背景技術：

單縱模激光具有頻率單一、相干性高、時間穩定性的優點，脈沖式激光具有峰值功率高的優點。脈沖式工作的單縱模激光兼具兩者的優點，是優良的單色光源，廣泛應用于測距、光譜分析、雷達、精細加工、光化學反應、相干實驗等等領域。激光器實現單縱模輸出的基本思路都是一樣的，即通過某種物理手段盡量減少腔內的縱模數（現有產生單縱模的方法包括：短腔法、腔內標準具法、諧振反射鏡法等），并使某一個縱模的能量相對其它縱模取得優勢，然后通過增益放大過程中的模式競爭，使不占優勢的縱模不能得到很好的放大，最終被損耗掉，從而輸出唯一一個有能量的縱模。換句話說，就是要想方設法增大被選擇的縱模與其它縱模所獲增益的差距。在實踐中，為了使選單縱模的效果更好，通常讓激光器工作在閾值水平附近，這樣在總體增益較低的情況下模式競爭的效果會更明顯。但這種做法會降低激光器的輸出水平。另外，實現納秒級短脈沖脈沖式激光輸出的方法包括主動調Q和被動調Q等，Q開關技術的本質是使上能級的儲能瞬間釋放，讓腔內已存在的很弱的振蕩模式得到很高的瞬間增益，實現短脈沖輸出的效果。這樣，如果在Q開關打開之前對縱模的選擇不夠徹底，在Q開關打開后高增益的情況下，很難實現有效的模式競爭，通常會輸出多個縱模。

也就是說，選擇單縱模和獲得大能量短脈沖輸出是有矛盾的，所采取的措施會削弱彼此的效果。采取縱模選擇效果明顯的單一手段，如腔內標準具法、諧振反射器法等，雖然可以在強泵浦條件下選擇單縱模，但對環境和器件的要求太高，很難達到實用。

總之，要想獲得大能量的單縱模短脈沖輸出，必須同時解決單縱模有效、穩定的選擇和能量有效放大兩方面的問題。而這在實踐中并不容易做到，通常選單效果強的手段不穩定，穩定的手段選單效果不強。能量放大的要求又會減低選單縱模的效果，對選單能力提出了更高的要求。

發明內容：

本發明的目的就是針對現有技術存在的不足而提供一種實現大能量單縱模短脈沖激光輸出的方法和固體激光器。

??????為達到本發明的目的，本發明采用以兩端平行且有一定反射率的激光晶體棒作為FP標準具；利用前后光闌的橫模選擇作用選擇單橫模；利用被動調Q技術與預泵浦技術相結合；用主動式電光開關和預泵浦技術相結合；采用平凹穩定腔；光闌和被動調Q色心晶體在前后腔鏡附近放置；采用A軸切割的YLF雙折射激光晶體作為激光器的增益介質。?為達到本發明的目的，本發明提供的一種可實現大能量單縱模短脈沖輸出的固體激光器，包含有以兩端平行且有一定反射率的激光晶體棒作為FP標準具；激光二極管泵浦源；主動電光開關；偏振片；被動調Q色心晶體；前、后光闌；前、后腔鏡；光闌和被動調Q色心晶體在前后腔鏡附近放置；采用A軸切割的YLF雙折射激光晶體作為激光器的增益介質。

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附圖說明：

圖1是本發明的激光器結構原理圖

圖2是本發明的所述方法的工作過程原理圖

圖3?是本發明實施例的示波器接入方式工作原理圖

具體實施方式：

??????下面結合附圖對本發明作進一步的說明：

??????圖1是本發明的激光器結構原理圖。

??????由圖1可知，本發明的激光器包含有以兩端平行且有一定反射率的激光晶體棒作為FP標準具（激光晶體1）；激光二極管泵浦源2；主動電光開關3；偏振片4；調Q晶體（即被動調Q色心晶體）5；前、后光闌6、7；前、后腔鏡8、9；光闌6、7和被動調Q色心晶體5在前后腔鏡附近放置。作為本發明的優選實施方式，本發明的激光器中還可以在諧振腔內加入二倍頻晶體10。

???圖2是本發明的所述方法的工作過程原理圖。

??????由圖2可知，本發明的方法工作過程如下：