[發(fā)明專利]一種機載測距與照射用的熱穩(wěn)定激光器

有效

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112467509B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 萬瑋華;李毅
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/115;H01S3/121;H01S3/08;G01S17/10;G01S7/484
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種機載測距與照射用的熱穩(wěn)定激光器，通過對諧振腔內增加偏振控制器件，使得激光器在測距5Hz工作模式下輸出P光，而在照射20Hz重頻工作下輸出S光，兩條光路獨立輸出，分別進行調試，通過設計兩種不同曲率的半反鏡能對不同重頻下激光晶體的熱焦距進行補償，以此來保證激光輸出的性能指標良好，并且兩條光路的輸出端都各放置了雙光楔，可以分別對5Hz/20Hz工作模式下的激光光軸進行調整，經過偏振分光棱鏡耦合后實現了共孔徑的輸出。本發(fā)明實現了P光與S光雙路的獨立輸出，兩路光束共用相同的側泵構型聚光腔和全反鏡，能對不同重頻工作下的激光晶體熱效應進行完全補償，可以對兩種重頻輸出時的激光光軸進行條件，能消除熱效應下光軸漂移等問題。

技術領域

本發(fā)明屬于全固態(tài)固體激光器技術領域，涉及一種機載測距與照射用的熱穩(wěn)定激光器，特別是涉及一種機載環(huán)境用于測距和照射用的熱穩(wěn)定激光器構型。

背景技術

激光具有良好的偏振特性，電光調Q技術的運用就是基于激光器諧振腔內的偏振調制來實現的，諧振腔內增加偏振分光棱鏡起偏和檢偏的作用、電光調Q晶體、四分之一波片來控制諧振腔內的損耗，腔內損耗大時，激光上能級會形成大量的反轉粒子數，此時不輸出激光，通過調Q晶體施加四分之一波電壓，使得腔內損耗變小，大量反轉粒子數受激輻射急劇增強，實現激光巨脈沖輸出，壓窄了脈沖寬度，提高了輸出的峰值功率。電光晶體除了運用其四分之一波電壓進行電光調Q外，還能通過施加半波電壓來控制諧振腔內的偏振狀態(tài)，實現對激光輸出P偏振光與S偏振光的單獨控制。

激光工作物質晶體在不同工作重頻注入下的熱效應不同，當泵浦的脈沖能量很大時，即使低重頻工作，其熱效應依舊嚴重，當諧振腔設計屬于熱靈敏諧振腔時，工作重頻的改變會很大程度地影響了激光輸出的性能，在機載環(huán)境下，這種影響會越發(fā)嚴重，主要有激光發(fā)散角變大，會影響測距的性能；激光發(fā)射光軸不一致，其影響效果會更加嚴重，會導致了某種工作重頻下無法獲得回波信號，使得產品喪失了測距性能。

機載測距和照射一般會將激光器工作在兩種不同的重頻通常上測距使用的重復頻率為5Hz，而照射使用的重復頻率為20Hz,激光晶體工作在不同重頻下會有不同的熱效應，此熱效應帶來的效果主要有：一、影響了激光輸出性能如激光能量/發(fā)散角；二、影響了激光輸出光軸的指向一致性不同重頻下光軸不一致。

發(fā)明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種機載測距與照射用的熱穩(wěn)定激光器，通過在電光調Q激光器內增加一個電光晶體進行偏振狀態(tài)的切換，使得激光以P光和S光兩路分別獨立進行輸出，兩種光路可以分別進行光軸調制，同時也可以通過兩種腔型的設計來補償不同重頻工作下激光晶體的熱效應，能解決激光工作物質在不同重頻下激光發(fā)散角變差與光軸漂移的問題。

技術方案

一種機載測距與照射用的熱穩(wěn)定激光器、其特征在于包括P路和S路兩路激光，激光P路依次為：第一偏振分光棱鏡1、P路雙光楔2、P路半反鏡3、第二偏振分光棱鏡4、磷酸鈦氧銣RTP電光開關晶體5、側泵構型聚光腔6、第三偏振分光棱鏡7、鈮酸鋰LN電光調Q晶體8、四分之一波片9和全反鏡10；激光S路依次為：第一偏振分光棱鏡1、第四偏振分光棱鏡11、S路雙光楔12、S路半反鏡13、第五偏振分光棱鏡14、第二偏振分光棱鏡4、磷酸鈦氧銣RTP電光開關晶體5、側泵構型聚光腔6、第三偏振分光棱鏡7、鈮酸鋰LN電光調Q晶體8、四分之一波片9和全反鏡10；所述的第一偏振分光棱鏡1與第四偏振分光棱鏡11的放置位置相同，第二偏振分光棱鏡4與第五偏振分光棱鏡14的放置位置相同，第一偏振分光棱鏡1與第二偏振分光棱鏡4的放置位置對稱相反。

所述第一偏振分光棱鏡1、第二偏振分光棱鏡4、第三偏振分光棱鏡7、第四偏振分光棱鏡11和第五偏振分光棱鏡14相同、通光面鍍1064nm增透膜、膠合面鍍偏振分光膜；對P光的透過率要求:≥95％、對S光的反射率要求:≥99.5％、激光損傷閾值：≥800MW/cm²。