[發明專利]一種利用腔內調制獲得脈沖串激光的方法及裝置

在審

• 申請號: 201410547545.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104242037A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 李旭東;樊榮偉;馬欲飛;閆仁鵬;董志偉;于欣;陳德應
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種脈沖串激光的實現方法及實現該脈沖串激光輸出裝置，尤其涉及一種利用腔內調制手段獲得脈沖串激光器的方法及裝置。

背景技術

高速平面激光誘導熒光成像技術可以獲得非穩流場結構動態演化信息，是流場和燃燒環境診斷最重要的技術手段之一，在“高超”、姿軌控發動機點火以及能源動力領域燃燒學研究中具有極大的應用前景。高速平面激光誘導熒光成像技術中需要高重頻、大脈沖能量的激光泵浦源，然而常規脈沖激光器中激光的高重復頻率與大脈沖能量間存在相互制約的問題，在獲得高重復頻率的同時難以兼得大能量輸出。而脈沖串激光是目前解決這一問題的最佳方法之一。輸出的脈沖串激光經過激光高效放大后使脈沖串激光具有較高的單脈沖能量，這樣既保證了激光脈沖在一段時間內的高重復頻率，又實現了較高的單脈沖能量，可作為泵浦源用于高速平面激光誘導熒光成像技術中。???

發明內容

為了解決常規脈沖激光器中高重復頻率與大脈沖能量難以兼顧輸出的難題，同時提高脈沖選取效率，本發明提供了一種利用腔內調制手段獲得脈沖串激光的方法及裝置。脈沖串激光的脈沖串重頻和串內脈沖個數靈活可控，同時若對輸出的脈沖串激光進行激光高效放大后，可實現脈沖激光在一段時間內的高重頻與大脈沖能量的兼顧輸出。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種利用腔內調制手段獲得脈沖串激光器裝置，沿光束傳播方向同軸設置有全反射鏡、脈沖半導體側泵模塊、偏振片、四分之一波片、調制器和輸出鏡。

利用上述裝置實現脈沖串激光輸出的方法，由以下步驟實現：

步驟一、由全反射鏡和輸出鏡組成激光諧振腔；

步驟二、脈沖半導體側泵模塊工作，腔內調制器關閉，激光器積累反轉粒子數，無激光脈沖輸出；

步驟三、腔內調制器打開，輸出脈沖串激光，激光脈沖串內的脈沖個數由脈沖半導體側泵模塊的泵浦時間和調制器的調制頻率決定，脈沖串重復頻率由脈沖半導體側泵模塊的工作重復頻率決定。

本發明的脈沖串激光裝置，脈沖選取效率高，脈沖串重頻和串內脈沖個數可靈活控制，此輸出的脈沖串激光輔以放大技術后，可在一定時間內實現激光的高重頻與大脈沖能量兼顧輸出。

附圖說明

圖1為本發明脈沖串激光器裝置的結構示意圖；

圖2為脈沖串輸出示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。

具體實施方式一：如圖1所示，本實施方式提供了一種利用腔內調制的脈沖串激光器裝置，包括沿光束傳播方向依次設置的全反射鏡1、脈沖半導體側泵模塊2、偏振片5、四分之一波片6、調制器7和輸出鏡8。

脈沖半導體側泵模塊2工作，調制器7關閉時，激光晶體4在激光泵浦源3的作用下，輻射出的激光光子在偏振片5和四分之一波片6的共同作用下，無法在全反射鏡1和輸出鏡8之間往返諧振放大，激光器積累反轉粒子數，無激光脈沖輸出；調制器7打開，激光光子可在全反射鏡1和輸出鏡8之間往返諧振放大，當單程增益大于單程損耗時，激光器輸出脈沖串激光。其中脈沖串激光的重復頻率由脈沖半導體側泵模塊2的工作頻率決定，串內脈沖個數由激光泵浦源3的泵浦時間和調制器7的工作頻率共同決定。

本實施方式中，所述全反射鏡1、脈沖半導體側泵模塊2、偏振片5、四分之一波片6、調制器7和輸出鏡8同軸放置。

本實施方式中，所述全反鏡鍍1可以是平平鏡，平凹鏡或者平凸鏡。

本實施方式中，所述全反射鏡1鍍對激光工作波長的高反射率膜，反射率R>99%。

本實施方式中，所述全反鏡1和輸出鏡8之間距離20cm，且滿足激光諧振條件。

本實施方式中，所述脈沖半導體側泵模塊2包括集成在一起的激光泵浦源3和激光晶體4，激光晶體4放置在脈沖半導體側泵模塊2的中心。

本實施方式中，所述偏振片5傾斜放置，傾斜角度的調整以激光器可輸出最大功率的偏振光為主。

本實施方式中，所述四分之一波片6垂直于腔軸放置，且其光軸方向與偏振片5的透偏方向成45^o。

本實施方式中，所述調制器7可以是電光Q開關或聲光Q開關，若是電光Q開關的話，加載λ/4電壓。

本實施方式中，所述調制器7的作用是負責脈沖串內脈沖個數的控制。