[發明專利]一種基于三方晶系的橫向電光調Q開關及其降低驅動電壓的方法和應用

有效

• 申請號: 201811330304.9
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109361147B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 于浩海;張懷金;馬世會;王繼揚
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

1.一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，

所述調Q激光器包括激勵源、聚焦系統、輸入鏡、激光增益介質、橫向電光調Q開關、輸出鏡，激光泵浦方式為側面泵浦激光或端面泵浦激光；

所述橫向電光調Q開關包括沿光路依次設置的偏振片和電光晶體器件，所述電光晶體器件是一塊電光晶體，該電光晶體屬于三方晶系；光通過所述電光晶體前的偏振方向與所述電光晶體X/Y方向的夾角為45°；所述橫向電光調Q開關是退壓式電光調Q開關；

在電光晶體上施加驅動電壓，使腔內損耗增加且腔內損耗等于增益；

腔內損耗增加且腔內損耗等于增益，如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中，為腔內損耗，為激光增益；n₀是電光晶體在激光波長的折射率，γ是電光系數，V是驅動電壓，l為施加在電光晶體上電場的場距，λ是激光波長，d是電光晶體的通光長度，δ₁為激光腔內自身的損耗，R₀是輸出鏡對工作波段激光的反射率，б_e是激光增益介質在工作波段的有效發射截面，K為常數，與激光閾值有關，η為量子效率，τ為激光增益介質的上能級壽命，f為重復頻率，a_p為激光增益介質對工作波段激光的吸收系數，l_a為激光增益介質的長度，P_i為泵浦功率，r_p為泵浦光斑半徑，hv_p為工作波段激光的聲子能量。

2.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述電光晶體的材質為鈮酸鋰、偏硼酸鋇或硅酸鎵鑭。

3.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述橫向電光調Q開關適用的重復頻率為1Hz-500kHz。

4.根據權利要求3所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述橫向電光調Q開關適用的重復頻率為50-500kHz。

5.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，垂直于通光方向的所述電光晶體的面進行了表面光學拋光，且鍍以對激光透過率大于99％的膜或者不鍍膜；垂直于光學主軸的所述電光晶體的面鍍以金屬膜層。

6.根據權利要求5所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述金屬膜層為金或鈦。

7.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述電光晶體的通光面為正方形或長方形。

8.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，所述激勵源為半導體二極管或氙燈，所述激光增益介質的材質為晶體、陶瓷和光纖。

9.根據權利要求1所述的一種調Q激光器降低驅動電壓的方法，其特征在于，包括：在電光晶體上施加驅動電壓，激光兩次通過電光晶體后，產生相位差Γ為0到π，且該相位差與施加的驅動電壓的電壓值有關，即通過偏振片時，腔內損耗增加，此時的激光增益略小于腔內的損耗，激光停止振蕩，最終腔內損耗等于增益，通過降低驅動電壓實現電光調Q過程。