[發(fā)明專利]一種雙模式脈沖固體激光器

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111313219A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設計）人: 王菲;陳爔;李玉瑤;丁偉;田明;羅寬
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/082
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供的一種雙模式脈沖固體激光器，其包括高反鏡A(10)、增益模塊(11)、偏振分光棱鏡A(12)、電光調制器(13)、四分之一波片(14)、輸出鏡A(15)、相位調制器(20)、輸出鏡B(21)、高反鏡B(22)、高反鏡C(23)和偏振分光棱鏡B(24)；與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：在一個激光器中包含電光調Q諧振腔和自由運轉諧振腔，實現(xiàn)自由運轉與電光調Q兩種不同的工作模式，達到微秒級脈沖與納秒級脈沖同步輸出或切換輸出的效果。

技術領域

本發(fā)明涉及一種雙模式脈沖固體激光器，屬于光電子激光技術領域。

背景技術

由于微秒級(10^-6s)脈沖與納秒級(10^-9s)脈沖的脈沖寬度差異，在激光加工、激光測試領域的應用范圍也不同，有些應用往往需要這兩種脈沖寬度的激光束同步輸出或切換輸出。較為通用的方式是在一個系統(tǒng)中集成兩臺脈沖寬度分別為微秒級和納秒級脈沖的激光器，此種方法造成了設備成本高、系統(tǒng)復雜且穩(wěn)定性差的問題，且無法精確控制兩臺激光器的具體參數(shù)，限制了雙模式激光器在實際激光加工、激光測試領域的相關應用。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種雙模式脈沖固體激光器，在一個激光器中實現(xiàn)自由運轉與電光調Q兩種不同的工作模式，達到微秒級脈沖與納秒級脈沖同步輸出或切換輸出的效果。

如附圖1所示，本發(fā)明提供的一種雙模式脈沖固體激光器，由高反鏡A10、增益模塊11、偏振分光棱鏡A12、電光調制器13、四分之一波片14、輸出鏡A15、相位調制器20、輸出鏡B21、高反鏡B22、高反鏡C23和偏振分光棱鏡B24組成；其中高反鏡A10、增益模塊11、偏振分光棱鏡A12、電光調制器13、四分之一波片14和輸出鏡A15構成電光調Q諧振腔，用于輸出P向偏振、納秒級脈沖寬度的調Q激光；其中高反鏡A10、增益模塊11、偏振分光棱鏡A12、相位調制器20和輸出鏡B21構成自由運轉諧振腔，用于輸出S向偏振、微秒級脈沖寬度的自由運轉激光；

所述的一種雙模式脈沖固體激光器電光調Q、自由運轉兩種模式同步輸出的工作過程為：在增益模塊11工作狀態(tài)下，當電光調制器13施加四分之一波電壓時，則所述的電光調Q諧振腔輸出納秒級調Q激光脈沖，調節(jié)相位調制器20對自由運轉諧振腔內單次通過的增益光附加2π整數(shù)倍的相位延遲，則所述的自由運轉諧振腔輸出微秒級自由運轉激光脈沖，即電光調Q、自由運轉雙模式同步輸出；

所述的一種雙模式脈沖固體激光器電光調Q、自由運轉兩種模式切換輸出的工作過程為：在增益模塊11工作狀態(tài)下，當電光調制器13施加四分之一波電壓，則電光調Q諧振腔輸出納秒級調Q激光脈沖，調節(jié)相位調制器20對自由運轉諧振腔內單次通過的增益光附加π/2奇數(shù)倍的相位延遲，則自由運轉諧振腔無激光輸出；當電光調制器13不施加四分之一波電壓，則電光調Q諧振腔無納秒級調Q脈沖輸出，調節(jié)相位調制器20對自由運轉諧振腔內單次通過的增益光附加2π整數(shù)倍的相位延遲，則自由運轉諧振腔輸出微秒級自由運轉激光脈沖，即電光調Q模式無輸出激光，自由運轉模式輸出激光；

所述的高反鏡A10優(yōu)選BK7或石英材料制作的平面鏡或凹面鏡，其表面鍍制對0°角入射1064nm波長激光的高反射膜，反射率高于99.5％，用作所述的一種雙模式脈沖固體激光器的高反射諧振腔鏡；

所述的增益模塊11由外界激勵源與激光增益介質構成，用作所述的一種雙模式脈沖固體激光器的激光產生源，產生1064nm波長的增益光；

所述的偏振分光棱鏡A12、偏振分光棱鏡B24為格蘭激光棱鏡，所述的偏振分光棱鏡A12位于增益模塊11與電光調制器13之間，用于將增益模塊11發(fā)射的光束分解成兩個偏振方向相互垂直的P光與S光，P光透過所述偏振分光棱鏡A12的分光面向右，S光被所述偏振分光棱鏡A12的分光面反射向下；所述的偏振分光棱鏡B24位于所述的一種雙模式固體脈沖激光器的諧振腔外，將分別來電光調Q諧振腔的P光和自自由運轉諧振腔的S光合成一束激光；