[發明專利]一種替代布儒斯特角切割的LN晶體的電光調Q開關

在審

• 申請號: 202011181502.0
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112164972A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 吳文淵;何小玲;張昌龍;李東平;周海濤;王金亮;左艷彬;蘇鈺;宋旭東;童靜芳
• 申請（專利權）人: 桂林百銳光電技術有限公司
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種替代布儒斯特角切割的LN晶體的電光調Q開關，包括棱鏡、第一電光晶體和第二電光晶體，棱鏡、第一電光晶體、第二電光晶體沿通光方向依次排列；棱鏡的工作面包括兩通光面和兩反射面，兩通光面均鍍設有增透膜，兩反射面依據光線在界面是否會發生全反射決定鍍設增反膜；第一電光晶體和第二電光晶體采用橫向電光效應，沿X軸或Y軸方向通光，沿Z軸施加電場；第一電光晶體和第二電光晶體的主軸繞通光方向相互旋轉90°第一電光晶體和第二電光晶體的Z軸與入射面法線方向成45°角。本發明既滿足了激光腔內光線產生特定平移的需求，又有效解決了傳統布儒斯特角切割的LN電光Q開關溫度穩定性差的問題。

技術領域

本發明屬于激光器件技術領域，更具體的說是涉及一種替代布儒斯特角切割的LN晶體的電光調Q開關。

背景技術

在固體激光技術領域，調Q技術的出現和發展是激光發展史上的一個重要突破。激光調Q技術是將激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中，從而將激光峰值功率提高幾個數量級的一種技術。一方面，高峰值功率調Q激光脈沖與物質相互作用產生一系列具有重大意義的新現象和新技術，直接推動了非線性光學的發展；另一方面，極窄脈寬的調Q激光脈沖推動了諸如脈沖激光測距、激光雷達、高速全息照相等應用的發展。可以說，激光調Q技術已經成為許多應用領域不可取代的重要技術。

電光Q開關是電光調Q技術中的核心元件，它是利用某些具有電光效應的晶體封裝制作而成。鈮酸鋰(LN)晶體是一種傳統的性能優異的電光晶體，對于近、中紅外單程增益較小的激光器多采用按布儒斯特角切割的LN晶體作為電光Q開關。這種按布儒斯特角切割的LN晶體，沿光軸方向通光、沿X軸施加電場；在激光器中同時起了相位延遲器和偏振片的作用，避免了多余光學元件插入諧振腔帶來的損耗；且晶體通光面因采用布儒斯特角入射無需再鍍增透膜有效降低了加工成本，在電光調Q技術發展的初期階段得到了廣泛應用。然而LN晶體因其在生長過程中不可避免的存在應力和電光不均勻性，導致低溫條件下開關存在漏光現象，無法滿足空間激光器及軍用激光器對日益增長的高低溫性能需求。

磷酸鈦氧鉀(KTP)、磷酸鈦氧銣(RTP)晶體是上世紀80年代開發的一種新型可實用化的電光晶體材料，實驗驗證采用兩塊尺寸相同的KTP或RTP晶體溫度補償設計時可以抵消溫度對靜態雙折射的影響，在寬溫度范圍內具有很高的溫度溫定性。不過KTP和RTP電光Q開關在激光腔內的光路與布儒斯特角切割的LN電光Q開關不同，兩者的不兼容性導致KTP和RTP電光Q開關無法應用于已成熟的激光器諧振腔設計方案中，這大大增加了研發成本。

因此，如何提供一種替代布儒斯特角切割的LN晶體的電光調Q開關是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

針對現有方案的不足，本發明的目的在于提出一種結構簡單，便于調節的替代布儒斯特角切割的LN電光晶體的調Q開關。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種替代布儒斯特角切割的LN晶體的電光調Q開關，包括：棱鏡、第一電光晶體和第二電光晶體，其中，所述棱鏡、所述第一電光晶體、所述第二電光晶體沿通光方向依次排列；所述棱鏡的工作面包括兩通光面和兩反射面，兩通光面均鍍設有增透膜，兩反射面依據光線在界面是否會發生全反射決定鍍設增反膜；

所述第一電光晶體和所述第二電光晶體采用橫向電光效應，沿X軸或Y軸方向通光，沿Z軸施加電場；

所述第一電光晶體和所述第二電光晶體的主軸繞通光方向相互旋轉90°且所述第一電光晶體和所述第二電光晶體的Z軸與入射面法線方向成45°角。

優選的，所述棱鏡采用斜方棱鏡、直角棱鏡或等邊棱鏡，所述棱鏡的數量為一個或多個。

優選的，所述棱鏡的材料為N-BK7或熔融石英晶體。

優選的，所述第一電光晶體和所述第二電光晶體的尺寸完全相同。