[發明專利]低電壓疊層鈮酸鋰電光Q開關

有效

• 申請號: 202011362391.3
• 申請日: 2020-11-28
• 公開（公告）號: CN112382920B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 商繼芳;楊金鳳;郝好山;陳鈴;蘇麗霞
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種低電壓疊層鈮酸鋰電光Q開關，由若干塊矩形薄片式鈮酸鋰晶體沿厚度方向疊合而成，各晶體的切型、尺寸、膜層鍍制等完全相同，鈮酸鋰晶體的厚度方向為加電場方向，長度方向為通光方向，各個晶體厚度方向的兩晶面均鍍有電極。本發明通過將多塊矩形薄片疊合，采用并聯加電的方式，在保證相同通光口徑的情況下，半波電壓可以降低數倍，有利于實際應用。

技術領域

本發明涉及脈沖激光調Q器件領域，具體涉及一種低電壓疊層鈮酸鋰電光Q開關。

背景技術

調Q技術是目前獲得短脈沖激光最常用的方式之一，它的出現是高峰值功率激光發展歷史上的一個重要突破。相比于其他的調Q技術，電光調Q技術具有主動可控、開關速率快、關斷能力強、消光比高等優點，容易獲得穩定的高峰值功率窄脈寬激光輸出，峰值功率可達到數百兆瓦，且輸出時間可以精確控制，激光器與其他的聯動儀器之間能夠做到高精度同步。因此，電光Q開關已成為目前應用最為廣泛的一種調Q開關。

鈮酸鋰晶體是極少數可實用化的電光調Q晶體之一，其具有生長技術成熟、成本較低、物化性能穩定、不潮解、電光系數較大、易加工等優點，能夠滿足較大口徑光電器件制備的需求，且其作為單軸晶體，不需要采用兩塊晶體補償自然雙折射，僅用單塊晶體便可實現電光調Q，器件結構緊湊穩定，無需特殊封裝，調試簡單方便，并且可在寬溫度范圍內工作，因此鈮酸鋰電光Q開關在中低功率脈沖激光器中得到了廣泛應用。

但不足的是，現有鈮酸鋰電光Q開關的半波電壓較高。無論是傳統的z切電光Q開關，還是其他切型（如，）的功能復合電光Q開關，常規尺寸開關的半波電壓都比較高，通常在4000V以上。較高的電壓一方面給電源制備帶來了難度，另一方面會帶來較強的電磁干擾，可能導致整個激光系統無法正常工作甚至完全癱瘓。通常希望調Q開關的半波電壓越低越好，特別是在半導體泵浦調Q激光系統中，如果調Q開關的半波電壓能夠有效降低，整個系統就能夠在低供電電壓下穩定工作，更加有利于實際應用。

雖然這些構型的鈮酸鋰電光Q開關都采用的是橫向調制方式，可通過增加晶體的縱橫比來降低半波電壓，但受晶體光學質量的影響，晶體越長，電光Q開關的消光比越低，因此長度受到限制，而較小的通光口徑無法滿足許多實際應用需求。

發明內容

本發明提出了一種低電壓疊層鈮酸鋰電光Q開關，解決了目前鈮酸鋰電光Q開關半波電壓高、無法兼顧低半波電壓和大通光口徑的問題。

實現本發明的技術方案是：

一種低電壓疊層鈮酸鋰電光Q開關，由若干塊矩形薄片式鈮酸鋰晶體沿厚度方向疊合而成，各晶體的切型、尺寸、膜層鍍制等完全相同，鈮酸鋰晶體的厚度方向為加電場方向，長度方向為通光方向，各個晶體厚度方向的兩晶面均鍍有電極。

優選的，各鈮酸鋰晶體按照相鄰兩晶體繞長度方向相對旋轉180°的方式疊合在一起，長度、寬度和厚度方向分別平行，各鈮酸鋰晶體的通光面處于同一平面，整個通光面拋光并鍍制激光增透膜。

從各鈮酸鋰晶體的接縫處引出電極，采用并聯加電的方式，正負電極相間排列。

所述鈮酸鋰晶體厚度t取值范圍為1mm~5mm，長度l取值范圍為5mm~30mm，寬度b取值范圍為5mm~30mm。

所述矩形薄片式鈮酸鋰晶體為z切，也可以是其他能夠用于電光調Q的切型，如制作功能復合鈮酸鋰電光Q開關的切型：等。

所述矩形薄片式鈮酸鋰晶體的厚度方向鍍制金屬電極或透明電極。

所述矩形薄片式鈮酸鋰晶體之間通過填涂導電膠、在接縫處點膠或使用機械夾具固定在一起。

優選地，組成器件的晶體塊數原則上沒有限制，考慮到制備和應用的需求，以2~10塊為佳。