[發明專利]一種控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置與方法

在審

• 申請號: 202211191362.4
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115513763A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 高子葉;鄧濤;吳正茂;夏光瓊;康子怡;林曉東;唐曦;樊利
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106;H01S3/11;H01S3/0941
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

本發明提供一種控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置與方法，該裝置包括：激光輸出模塊；所述激光輸出模塊用于輸出單周期態的調Q激光；在所述激光輸出模塊內的激光諧振腔內設置有激光調控模塊，所述激光調控模塊用于調控激光諧振腔內往返光子的損耗，以使調Q激光從所述單周期態至混沌態的演化。本發明首次實現了對全固態調Q激光器混沌輸出演化路徑的控制。該控制方式具有簡便易操作，并易于集成，不破壞全固態調Q激光器本身結構緊湊的特點。而且，混沌輸出演化路徑可控制的全固態調Q激光器在隨機數產生、脈沖編碼、脈沖混沌激光雷達等領域具有很好的應用前景和商業價值。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置與方法。

背景技術

全固態被動調Q激光器具有結構緊湊、成本低、效率高等優點，能夠輸出脈沖寬度窄、重復頻率高、光束質量優異的調Q激光，因此已廣泛應用于基礎科學研究、醫療衛生、工業加工、軍事等領域。對于這些應用來說，除了需要考慮調Q激光的波長范圍、偏振特性、脈沖寬度、脈沖能量、脈沖峰值功率、重復頻率等之外，通常也要求調Q激光的脈沖峰值功率具有良好一致性(即脈沖峰值功率不隨時間變化)。因此，目前關于被動調Q固體激光器的研究主要集中在激光器處于單周期振蕩動力學狀態，即脈沖峰值功率不隨時間變化。

然而，關于其他非線性動力學態研究很少，尤其是全固態被動調Q激光器混沌輸出演化路徑的控制未見報道和研究，是一項空白技術。而控制全固態被動調Q激光器混沌輸出演化路徑(混沌分岔路徑)有三個優點：1.有利于更好地了解全固態被動調Q激光器的非線性動力學性質，即激光器從周期態到混沌態的整個演化路徑，掌握系統的分岔點；2.將全固態被動調Q激光器有效地控制到期望點上，期望點根據實際應用決定。需要單周期態激光時，控制激光器運轉在單周期態，單周期調Q激光可用于祛斑、焊接、切割等；需要混沌激光輸出時，控制激光器運轉在混沌態，混沌調Q激光具有高峰值功率可用于遠距離的混沌激光測距、混沌激光雷達等；3.可以控制系統通過不同的演化路徑進入混沌，使激光器達到理想混沌狀態(從混沌帶寬、時延特性等方面衡量混沌激光是否符合要求)，從而使輸出混沌激光能夠得到有效的利用。因此，如何控制全固態調Q激光器輸出混沌激光就顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置與方法。

一種控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置，包括：

激光輸出模塊；所述激光輸出模塊用于輸出單周期態的調Q激光；

在所述激光輸出模塊內的激光諧振腔內設置有激光調控模塊，所述激光調控模塊用于調控激光諧振腔內往返光子的損耗，以使調Q激光從所述單周期態至混沌態的演化。

進一步地，如上所述的控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置，所述激光調控模塊包括依次設置的：第一可調衰減器VA1、第二可調衰減器VA2；

所述第一可調衰減器VA1和第二可調衰減器VA2為空間光功率可調衰減器；兩者均能夠在其徑向實現0°-360°旋轉；

所述第一可調衰減器VA1用于控制所述激光諧振腔內光子往返的損耗，起到粗調作用；所述第二可調衰減器VA2用于控制所述激光諧振腔內光子往返損耗，起到細調作用；

通過所述第一可調衰減器VA1和第二可調衰減器VA2聯合調節徑向角度，使第一可調衰減器VA1和第二可調衰減器VA2衰減率范圍得到擴大。

進一步地，如上所述的控制全固態調Q激光器輸出混沌激光的裝置，所述激光輸出模塊包括依次設置的：激光二極管LD、雙色鏡DM、激光增益介質GM、可飽和吸收耦合輸出鏡SOC；所述雙色鏡DM與所述可飽和吸收耦合輸出鏡SOC構成平凹腔，所述可飽和吸收耦合輸出鏡SOC位于雙色鏡DM的焦點處；