[發明專利]方波泵浦多次調Q產生可調串脈沖的激光裝置及方法

有效

• 申請號: 201610035412.8
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105514791B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 張放;臧慶;胡愛蘭
• 申請（專利權）人: 北京鐳寶光電技術有限公司;中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11;H01S3/13;H01S3/094
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國富

1.一種方波泵浦多次調Q產生可調串脈沖的激光裝置，其特征在于，在所述激光裝置的激光光束傳播方向同軸順次設置全反射鏡、調Q晶體、四分之一波片、偏振片、泵浦裝置和輸出鏡；所述激光裝置還包括與調Q晶體連接的調Q單元；

所述調Q單元是調Q電路，所述調Q電路在諧振腔外靠近所述調Q晶體的位置固定；

使用上述裝置實現方波泵浦多次調Q產生可調串脈沖的激光方法，該方法包括：

全反射鏡和輸出鏡組成諧振腔；

設置調Q電路向調Q晶體加電壓的時間間隔t和加電壓的次數m；

泵浦源開始工作，在泵浦裝置中的激光晶體中積累高能級電子，無激光脈沖輸出，在高能級電子積累量達到預設值時，開始向調Q晶體加電壓，諧振腔內形成激光振蕩，使積累的高能級電子向低能級躍遷并釋放光子，輸出第一個激光脈沖；

從第一個激光脈沖輸出開始，每隔時間間隔t輸出一個激光脈沖，形成激光脈沖串，直到泵浦源停止工作為止；

在泵浦源形成的泵浦脈沖持續時間內，可任意調節加電壓的時間間隔t和加電壓的次數M，所述加電壓次數m與輸出的脈沖串中的激光脈沖個數相同，相鄰兩個激光脈沖之間的脈沖間隔與一一對應的相鄰兩次加電壓的時間間隔t相同；所述泵浦源形成的泵浦脈沖為長脈沖方波泵浦；

第一激光脈沖信號輸出，具體為：

S1，泵浦源開始工作；

S2，不向調Q晶體加電壓，泵浦裝置中產生的光子依次經過偏振片、四分之一波片、調Q晶體后，被全反射鏡反射沿原路返回后再 依次經過調Q晶體和四分之一波片，被偏振片反射出諧振腔；無激光脈沖輸出；

S3，激光晶體不斷積累高能級電子直至高能級電子的積累量達到預設值，調Q電路開始向調Q晶體施加電壓，使從泵浦裝置中發射出來的自發輻射光子在相位變化量為2π后進入激光晶體，誘使高能級電子向低能級躍遷并釋放光子，光子數急劇增多，經過諧振腔反饋，光子在激光晶體中往返幾次，從泵浦源開始發光到自發輻射光子進入激光晶體這段時間躍遷到上能級的電子全部都會躍遷到下能級并釋放出相對應數量的光子，形成一個激光巨脈沖并輸出；

S4，調Q電路停止向調Q晶體施加電壓，重復S2-S3；相鄰兩次加電壓的時間間隔t相等。

2.根據權利要求1所述激光裝置，其特征在于，所述全反射鏡朝向所述調Q晶體裝置的一側鍍全反射膜。

3.根據權利要求1所述激光裝置，其特征在于，所述泵浦裝置包括泵浦源和激光晶體，所述泵浦源包括泵浦腔和固定在所述泵浦腔中的脈沖氙燈或激光二極管，所述激光晶體固定在所述泵浦腔上，所述激光晶體的軸向方向與所述激光光束傳播方向相同。

4.根據權利要求1所述激光裝置，其特征在于，調Q電路向調Q晶體加電壓的加電壓時間的量級為10^-9s。

5.根據權利要求1所述激光裝置，其特征在于，在泵浦源的發光的脈沖寬度內，調Q電路向調Q晶體加電壓的時間間隔t和加電壓的次數M可調。

6.根據權利要求1所述激光裝置，其特征在于，調Q電路向調Q晶體加的電壓為高壓。