一种电光调制方法、电光调制设备及其应用和再生放大器技术

一种电光调制方法，包括以下步骤：发射激光依次通过玻片和电光晶体，电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；对电光晶体的第一表面进行正向加压，对电光晶体的第二表面进行反向加压，其中，对第一表面进行正向加压和对第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。上述电光调制方法，对电光晶体的相对两个表面进行正向和反向交替加压，经过电光晶体的激光偏振态的旋转方向是交替变化的。从而改变激光输出方向。可以有效降低了加载到电光晶体上的高压值，或者说在相同的高压和晶体长度下，可以允许更大的晶体通光孔径。从而降低了电光开关驱动装置的制作难度。此外，还提供一种电光调制设备及其应用，及一种再生放大器。

An electro-optic modulation method, electro-optic modulation equipment and its application and regenerative amplifier

An electro-optic modulation method includes the following steps: transmitting laser through glass and electro-optic crystal sequentially, the electro-optic crystal includes the first surface and the second surface relatively arranged; applying forward pressure on the first surface of the electro-optic crystal, and reverse pressure on the second surface of the electro-optic crystal, in which two are applied forward pressure on the first surface and reverse pressure on the second surface. Step by step. The above electro-optic modulation method alternately presses the relative two surfaces of the electro-optic crystal, and the rotation direction of the laser polarization state of the electro-optic crystal changes alternately. So the laser output direction can be changed. It can effectively reduce the high voltage loaded on the electro-optic crystal, or at the same high pressure and crystal length, it can allow larger aperture of the crystal. This reduces the difficulty of making the electro-optic switch driving device. In addition, an electro-optic modulation device and its application as well as a regenerative amplifier are also provided.

【技术实现步骤摘要】
一种电光调制方法、电光调制设备及其应用和再生放大器
本专利技术涉及激光器件
，尤其涉及一种电光调制方法、电光调制设备及其应用和再生放大器。
技术介绍
在脉冲式激光器中，由于电光调制响应速度快，可以产生时间宽度很窄的脉冲，而且作为开关和选单器件，可以进行高重频脉冲选单，因此电光调制在调Q激光器，再生放大器，以及腔外开关控制上应用十分广泛。但由于电光晶体所需四分之一波长或二分之一波长调制电压很高，特别是横向加压的普克尔盒，其高压值与两个加压面距离成正比，与晶体长度成反比。而对于现有驱动器及高压发生器提供过高电压是非常困难的，尤其是高频高压，因此在高重频工作时，驱动器提供的高压必须降低。高频高压是电磁干扰的重要来源，辐射强度与施加的电压平方成正比，因此电压降低意味着辐射强度平方关系的降低，电磁兼容性将会得到显著改善。此外，对于高峰值功率激光，为了防止晶体损伤，一般光斑较大，因此需要较大通光孔径晶体，而大孔径电光晶体将导致晶体所施加高压的提高。因此横向加压电光普克尔盒面临主要问题是大的通光孔径与相应提高的高压之间的矛盾。电光开关是根据普克尔效应制作的，当具有电光效应的晶体受到外部电场作用时，其折射发生与外部电场成线性关系的改变。以横向加压电光普克尔效应为例，目前最常用的电光普克尔盒采用的是对电光晶体两个相对的表面，进行固定方式加压，也就是说晶体一侧施加一个正高压值，另一侧接地，在工作过程中，始终保持这种方式。这样激光经过电光晶体后，两个正交的偏振态之间的相位延迟是固定的，始终是一个方向的偏振态相位超前或落后于另一方向的偏振态，表现为左旋或右旋偏振光。目前横向加压电光普克尔盒面临主要问题是大的通光孔径与相应提高的高压之间的矛盾，比如最常用的电光晶体BBO，电压值与晶体两个加压面距离成正比，与晶体长度成反比。其四分之一电压理论计算公式：其中，折射率no＝1.655，有效电光系数r22＝2.2pm/V，L为晶体长度，d为高低电压间距，λ为激光波长。BBO晶体尺寸多为(3×3×20)mm3或(4×4×25)mm3，而对于有些大能量高峰值功率的放大，需要孔径更大的BBO晶体，如(5×5)mm2截面。当激光波长为1064nm时，对于(3×3×20)mm3尺寸的电光晶体，Vλ/4＝4000V。对于(5×5×25)mm3的晶体，Vλ/4＝5300V。对于目前多数普克尔盒驱动来说，当工作在低重频条件下，如10kHz以下，是有可能达到上述高压的，但如果工作在高重频，如200kHz或更高，普克尔盒驱动功率很难达到。采用双晶体串联方式，可以降低工作电压，但大大增加系统复杂程度和成本。
技术实现思路
为了克服现有的电光开关调制电压过高的问题，提供一种能够减小工作电压且操作简单的电光调制方法、电光调制设备及其应用和再生放大器。一种电光调制方法，包括以下步骤：发射激光依次通过玻片和电光晶体，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压，对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压，其中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压和对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。在一个实施例中，所述玻片为四分之一玻片、八分之一玻片或十六分之一玻片。在一个实施例中，所述电光晶体为BBO晶体、KTP晶体或RTP晶体。在一个实施例中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压时，电光效应使得X方向偏振光相位超前Y方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过所述电光晶体后表现为右旋；对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压时，电光效应使得Y方向偏振光相位超前X方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过所述电光晶体后表现为左旋。此外，还提供一种电光调制设备，包括沿光路设置的玻片和电光晶体，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；发射激光依次通过所述玻片和所述电光晶体；对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压，对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压，其中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压和对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。在一个实施例中，所述玻片为四分之一玻片、八分之一玻片或十六分之一玻片。在一个实施例中，所述电光晶体为BBO晶体、KTP晶体或RTP晶体。上述电光调制设备可应用于电光调Q、电光腔倒空、再生放大器或腔外电光开关中。此外，还提供一种再生放大器，包括沿光路依次设置的第一偏振片、隔离器、第二偏振片、玻片、电光晶体和第一腔镜，以及沿所述第二偏振片的反射光路方向依次设置的增益介质和第二腔镜，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压，对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压，其中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压和对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。在一个实施例中，所述玻片为四分之一玻片、八分之一玻片或十六分之一玻片。上述电光调制方法，对电光晶体的第一表面进行正向加压时，电光效应使得X方向偏振光相位超前Y方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过电光晶体后表现为右旋。对电光晶体的第二表面进行反向加压时，电光效应使得Y方向偏振光相位超前X方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过电光晶体后表现为左旋。这样经过电光晶体的激光偏振态的旋转方向是交替变化的，从而改变激光输出方向。这种方式的好处在于，有效降低了加载到电光晶体上的高压值，或者说在相同的高压和晶体长度下，可以允许更大的晶体通光孔径。从而降低了电光开关驱动装置的制作难度，并且可以将激光工作频率提高到MHz范围。且该电光调制方法操作简单。上述电光调制设备，通过对电光晶体的两个表面交替进行正向和反向加压，从而改变激光输出方向，可以有效降低了加载到电光晶体上的高压值，或者说在相同的高压和晶体长度下，可以允许更大的晶体通光孔径。从而降低了电光开关驱动装置的制作难度，并且可以将激光工作频率提高到MHz范围。附图说明图1为电光晶体施加正向电压时，偏振光经过后相位变化示意图；图2为电光晶体施加反向电压时，偏振光经过后相位变化示意图；图3为传统的电光调制方法实现激光脉冲传播方向变化示意图；图4为本专利技术的电光调制方法实现激光脉冲传播方向变化示意图；图5为一实施方式的再生放大器一个阶段的结构示意图；图6为图5所示的再生放大器另一个阶段的结构示意图；图7为图5所示的再生放大器又一个阶段的结构示意图；图8为图5至图7所示的再生放大器的工作时序图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一实施方式的电光调制方法，包括以下步骤：S10、发射激光依次通过玻片和电光晶体，电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面。其中，玻片可以为四分之一玻片、八分之一玻片或十六分之一玻片。可以理解，玻片不限于上述三种玻片。电光晶体可以为BBO晶体、KTP晶体或RTP晶体。S20、对电光晶体的第一表面进行正向加压，对电光晶体的第二表面进行反向加压，其中，对电光晶体的第一表面进行正向加压和对电光晶体的第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。即对电光晶体的两个相对面进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电光调制方法，其特征在于，包括以下步骤：发射激光依次通过玻片和电光晶体，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压，对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压，其中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压和对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。

【技术特征摘要】
1.一种电光调制方法，其特征在于，包括以下步骤：发射激光依次通过玻片和电光晶体，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压，对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压，其中，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压和对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压的两个步骤交替进行。2.如权利要求1所述的电光调制方法，其特征在于，所述玻片为四分之一玻片、八分之一玻片或十六分之一玻片。3.如权利要求1所述的电光调制方法，其特征在于，所述电光晶体为BBO晶体、KTP晶体或RTP晶体。4.如权利要求1所述的电光调制方法，其特征在于，对所述电光晶体的所述第一表面进行正向加压时，电光效应使得X方向偏振光相位超前Y方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过所述电光晶体后表现为右旋；对所述电光晶体的所述第二表面进行反向加压时，电光效应使得Y方向偏振光相位超前X方向偏振光相位，合成后的偏振光在经过所述电光晶体后表现为左旋。5.一种电光调制设备，其特征在于，包括沿光路设置的玻片和电光晶体，所述电光晶体包括相对设置的第一表面和第二表面；发射激光依次通过所述玻片和所述电光晶体；对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾庆康，舒严，
申请(专利权)人：北京莱泽光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11