[發(fā)明專利]一種基于磁光效應(yīng)的激光調(diào)Q開關(guān)、調(diào)Q激光器及調(diào)Q方法

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• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108418091A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 竇仁勤;張慶禮;劉文鵬;羅建喬;張昊天
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: H01S3/117
• 分類號: H01S3/117
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種激光調(diào)Q開關(guān)，設(shè)于激光器的諧振腔中，其特征在于，包括設(shè)于激光入射路徑上的激光增益元件、偏振棱鏡、磁光材料元件，以及磁場發(fā)生器，所述偏振棱鏡垂直于激光入射方向、所述磁光材料元件設(shè)于磁場發(fā)生器發(fā)出的磁場內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)Q開關(guān)，其特征在于，所述激光增益元件與磁光材料元件為同一元件，為摻雜有Pr³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Nd³⁺任一種離子的磁光材料制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)Q開關(guān)，其特征在于，所述磁光材料元件為磁光晶體、磁光玻璃或磁光透明陶瓷。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種激光調(diào)Q開關(guān)，其特征在于，所述磁光材料為TSAG(Tb₃Sc₂Al₃O₁₂)或TGG(Tb₃Ga₅O₁₂)晶體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)Q開關(guān)，其特征在于，所述磁場發(fā)生器為一通電螺旋管，所述磁光材料設(shè)于通電螺旋管的中心軸線上，通電螺旋管中心可以產(chǎn)生均勻的磁場，通過控制電流的切換頻率從而獲得磁場的頻率變換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)Q開關(guān)，其特征在于，所述激光器包括固體激光器、液體激光器和氣體激光器。

7.一種調(diào)Q激光器，包括依次設(shè)置的泵浦源、聚焦透鏡、輸入耦合腔鏡M1、激光調(diào)Q開關(guān)和輸出耦合腔鏡M2，所述輸入耦合腔鏡M1、輸出耦合腔鏡M2垂直于激光入射方向，其特征在于，所述激光調(diào)Q開關(guān)為如權(quán)利要求1-6任一所述的激光調(diào)Q開關(guān)。

8.一種利用磁光效應(yīng)實現(xiàn)激光調(diào)Q的方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1所述的自調(diào)Q激光器實現(xiàn)激光調(diào)Q，步驟包括：先給磁光材料元件施加磁場，此時，穿過磁光材料的線偏振光無法再次穿過偏振棱鏡，諧振腔處于低Q值狀態(tài)(關(guān)狀態(tài))，激光只能單向通過，激光增益元件不斷吸收泵浦能量并存儲，使得更多的激活離子處于激光上能級；當(dāng)處于激光上能級的激活離子積累到一定數(shù)量時，解除磁光材料的控制磁場，諧振腔處于高Q值狀態(tài)(開通狀態(tài))，處于激光上能級的激活離子由于受激輻射將釋放和激光同位相的光子，使得激光能量在短時間內(nèi)得到放大，短時間內(nèi)形成激光振蕩，實現(xiàn)激光調(diào)Q。