[發明專利]脈沖泵浦被動調Q輸出單脈沖的激光器

在審

• 申請號: 201410837248.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104466654A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 林學春;楊盈瑩;郭渭榮;于海娟;汪楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11;H01S3/09
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及一種被動調Q激光器，特別是脈沖泵浦被動調Q輸出單脈沖的激光器。

背景技術

被動調Q固體激光器，主要由脈沖泵浦源、激光工作介質和被動調Q元件組成。脈沖泵浦源發射泵浦光，通過端面泵浦或側面泵浦的泵浦耦合系統照射激光工作介質。激光工作介質將泵浦光能量轉化為激光能量。被動調Q元件控制激光工作介質內能量的儲存和釋放，以產生激光脈沖。

被動調Q元件的基本工作原理是通過可飽和吸收來實現諧振腔腔內損耗大小的變化。當被動調Q元件未飽和時，其吸收系數比較大，因此腔內損耗比較大，不會產生激光振蕩。而泵浦光的作用下激光工作介質內上能級粒子數積累，實現能量的儲存。當被動調Q元件飽和時，其吸收系數較小，因此腔內損耗比較小，激光振蕩快速地產生，激光工作介質中儲存的能量迅速釋放，形成激光脈沖。

主動調Q固體激光器與被動調Q固體激光器的區別在于，采用損耗可由外部信號控制的主動調Q元件，電光Q開關、聲光Q開關。主動調Q元件的損耗可由外部信號控制，一定程度上便于調節。

《用于Q開關固體激光器中的首個脈沖優化的方法以及Q開關固體激光器》(專利申請公布號CN101897087A)提出用特定的信號控制主動調Q元件的損耗，以調節脈沖特性的方法。而本專利用于被動調Q，并且通過關斷和打開泵浦電流進行控制，而不是通過調制調Q元件的損耗。

與主動調Q相比，被動調Q結構通常更加簡單，更易于實現設備的小型化。但是被動調Q元件的激光脈沖輸出通常不能由控制電路進行主動控制，難免在一個泵浦周期中產生多個脈沖組成的脈沖串，進而影響脈沖峰值功率。

這限制了被動調Q泵浦的固體激光器在需要主動控制脈沖輸出的場合的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種脈沖泵浦被動調Q輸出單脈沖的激光器，具有可靠性高的優點，可產生被動調Q單脈沖。

本發明提供1、一種脈沖泵浦被動調Q輸出單脈沖的激光器，包括：

一脈沖泵浦源；

一激光諧振腔，其是由前腔鏡和后腔鏡組成，其位于脈沖泵浦源的輸出光路上；

一被動調Q元件，其位于激光諧振腔內，位于脈沖泵浦源的輸出光路上；該激光諧振腔的前腔鏡和被動調Q元件之間包括一激光工作介質，該激光工作介質，是脈沖泵浦源的增益介質；

一光電傳感器，其位于激光諧振腔的后腔鏡之后，位于脈沖泵浦源的輸出光路上；

一控制器，該控制器的輸入端與光電傳感器輸出端連接，該控制器的輸出端與脈沖泵浦源輸入端連接，該控制器控制脈沖泵浦源的開關工作狀態。

本發明的有益效果是，采用本發明的被動調Q激光器，其調Q過程可以通過泵浦電流的打開和關斷來主動進行控制。通過本發明的方法可確保一個泵浦周期中只產生單個被動調Q脈沖，避免產生后續的脈沖串，從而實現更高的峰值功率。

附圖說明

為進一步說明本發明的技術內容，以下面結合實施例及附圖對本發明做進一步說明，其中：

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是常規被動調Q的泵浦電流和輸出光強波形圖；

圖3是采用本發明的被動調Q的泵浦電流和輸出光強波形圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發明提供一種脈沖泵浦被動調Q輸出單脈沖的激光器，包括：

一脈沖泵浦源1，發出激光，所述的脈沖泵浦源1是半導體激光器或者閃光燈。

一激光諧振腔2，其是由前腔鏡和后腔鏡組成，其位于脈沖泵浦源1的輸出光路上；前腔鏡和后腔鏡之間至少包含(后敘的)激光工作介質3和被動調Q元件4，激光諧振腔2腔型可以為平凹腔(即第一個腔面為平面鏡，第二個腔面為凹面鏡)、平平腔(即兩個腔面都為平面鏡)、平凸腔(即第一個腔面為平面鏡，第二個腔面為凸面鏡)、凹凹腔(即兩個腔面都為凹面鏡)、凹平腔(即第一個腔面為凹面鏡，第二個腔面為平面鏡)、凹凸腔(即第一個腔面為凹面鏡，第二個腔面為凸面鏡)、凸凹腔(即第一個腔面為凸面鏡，第二個腔面為凹面鏡)、凸平腔(即第一個腔面為凸面鏡，第二個腔面為平面鏡)、凸凸鏡(即兩個腔面都為凸面鏡)，也可以是其它腔型。

一激光工作介質3，激光器的增益介質，所述的激光工作介質3的材料是Nd：YAG、Yb：YAG、Er：YAG、Cr：YAG、Nd：glass、Yb：glass、Er：glass或Ti：sapphire；