一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其包括:全反镜、SBS‑PCM、电光开关模块、激光增益模块、输出镜等，所述的全反镜与所述的输出镜之间构成激光谐振腔，在所述的激光谐振腔内,插入所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块、所述的电光开关模块和所述的激光增益模块。所述的SBS‑PCM包括SBS介质和两个正透镜，两个正透镜共焦放置，两个正透镜的公共焦点位于SBS介质中。本发明专利技术通过电光开关精确控制了谐振腔内反转粒子数积累时间，对谐振腔内光强进行了精确控制，从而控制了SBS‑PCM自调Q发生时间，使输出光具有更窄脉宽和稳定的重频。

A compound Q-switched laser resonator with phase conjugate mirror and electro-optic switch

【技术实现步骤摘要】
一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置
本专利技术涉及激光
，更具体涉及一种激光谐振装置和激光调Q

技术介绍
众所周知，调Q技术又叫Q开关技术，是将一般输出的连续激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术，Q值----定义为在激光谐振腔内，储存的总能量与腔内单位时间损耗的能量之比。激光调Q技术的关键在于调节谐振腔的损耗因子，因此，只要能使谐振腔损耗发生突变的元件都能作调Q开关模块。常用的调Q技术有：转镜调Q、声光调Q、电光调Q、可饱和吸收调Q。前三种方法中谐振损耗由外部驱动控制，成为主动调Q，最后一种的谐振腔损耗取决于腔内激光光强，称为被动调Q。另外，能改善光束质量的受激布里渊散射相位共轭镜(SBS-PCM)也可实现自调Q，也是一种是被动调Q元件。主动调Q的方式和被动调Q最大的区别就是输出脉冲的重复率是否需要通过外部调制器件引入，主动调Q需要增加调制信号源，被动调Q调制出的脉冲其重复率由系统本身决定。对于单独使用的调Q方式来说，结构简单，易于设计和调试，但是发射的脉冲脉宽往往较宽，或稳定性较差。为了获得能稳定输出较好光束质量、较窄脉宽的激光，出现了将两种调Q方式相结合的调Q方式，即复合调Q(双调Q)技术。复合调Q主要包括主被动双调Q(声光被动双调Q以及电光被动双调Q等)和双被动调Q等。以往研究显示,双调Q运转下的激光器可以有效的压缩脉宽，改善脉冲波形，实现更加稳定，更高能量和峰值功率的脉冲输出。然而，受激布里渊散射(StimulatedBrilliouinScattering，SBS)相位共轭镜(phaseconjugatingmirror，PCM)和电光开关复合调Q技术尚未见报道。为了压缩激光的光束发散角和脉冲宽度，提高光束质量，科研人员提出了基于受激布里渊散射(StimulatedBrilliouinScattering，SBS)相位共轭镜(phaseconjugatingmirror，PCM)的激光谐振腔技术，该技术中相位共轭镜的自调Q特性有利于激光压缩脉宽提高峰值功率。然而，基于SBS-PCM的谐振腔自调Q属于被动调Q类型，其阈值敏感性较高，从而降低了谐振腔能量转化效率和稳定性，且易出现脉冲串，频率重复率不容易控制，难以实现精确同步输出。而具有主动调Q功能的电光开关，虽然易于精确控制其开关速度和重频，但受制于电光开关的弛豫时间，其脉宽压缩能力有限；另外，电光开关单独使用也无法提高光束质量。因此，针对以上问题，需要提供一种新型相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题就是通过电光开关优化基于SBS-PCM的谐振腔腔型结构，实现压缩激光脉宽，提高激光峰值功率和脉冲频率稳定性；为低束散窄脉宽激光器技术提供新的技术方案，以满足光电对抗、激光探测、激光制导等对激光远距离定向传输的需求。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置包括:全反镜、受激布里渊散射相位共轭镜模块、电光开关模块、激光增益模块和输出镜，所述的全反镜与所述的输出镜之间构成激光谐振腔，在所述的激光谐振腔内，从所述的全反镜端到所述的输出镜端，插入所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块、所述的电光开关模块和所述的激光增益模块。其中，所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块包括SBS介质和两个正透镜，两个正透镜前后依次共焦放置，两个正透镜的公共焦点位于SBS介质中。其中，所述的电光开关模块包括由后至前设置的脉冲高压驱动的电光晶体和偏振片，所述偏振片靠近所述激光增益模块设置。其中，所述的电光开关模块还包括四分之一波片，所述四分之一波片位于所述电光晶体和所述偏振片之间。其中，所述的电光晶体为铌酸锂或KTP。其中，所述的激光增益模块包括：泵浦源和激光工作物质单元,所述泵浦源设置在所述激光工作物质单元侧面，所述发射源为氙灯或二极管。其中，所述的激光增益模块还包括两个四分之一波片，激光增益模块的两个四分之一波片分别位于激光工作物质单元的前端和后端。其中，所述激光工作物质单元为掺钕钇铝石榴石晶体或钕玻璃。其中，还包括选模器件,所述的选模器件设置于所述的输出镜和所述的全反镜之间，所述的选模器件为小孔光阑或标准具。(三)有益效果本专利技术可改善输出光束质量，压缩脉冲宽度，实现脉冲重频稳定且精确可调。具体地，在本专利技术的方案中，输出镜和后反镜(全反镜)之间构成激光谐振腔，激光增益模块位于电光开关模块和输出镜之间，在该谐振腔内加入受激布里渊散射相位共轭镜模块和电光开关模块后，它们的复合调Q过程为：泵浦初期，由于电光开关处于关闭状态，电光开关处光子损耗很大，谐振腔内Q值低，随着光泵浦继续抽运，反转粒子数的密度逐渐增加；当电光开光突然主动打开，透过率迅速上升，此时，激光增益模块中激光工作物质的上能级粒子数迅速向下能级跃迁，腔内光子数快速增加，很快激光的功率密度达到SBS阈值，PCM反射率迅速提高，替代全反镜M2，形成具有相位共轭功能的激光器腔镜，进一步压缩脉宽，优化光束质量，产生调Q巨脉冲输出。尽管受激布里渊散射相位共轭镜(SBS-PCM)在改善光束质量的同时，自身也能实现Q开关作用，实现窄脉宽输出，但是其开关时间由泵浦能量和SBS阈值决定，也受热效应影响，所以其重频频率和脉宽控制难度较大，而本专利技术在谐振腔中加入电光开关调Q可以精确控制反转粒子数积累时间，对谐振腔内光强进行精确控制，保证其输出光具有稳定的重频和脉宽。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置结构图；图2是本专利技术一个较佳实施例的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置结构图；图3是本专利技术另一个较佳实施例的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置结构图；图4是本专利技术又一个较佳实施例的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置结构图；图中标记：1、全反镜，2、受激布里渊散射相位共轭镜模块,3、电光开关模块，4、激光增益模块，5、输出镜，6、选模器件，201、正透镜，202、SBS介质，203、正透镜,301、电光晶体，302、偏振片，303、四分之一波片，401、氙灯，402、Nd:YAG晶体，403、四分之一波片。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”“内”、“前”、“后”、“外”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其特征在于，包括:全反镜、受激布里渊散射相位共轭镜模块、电光开关模块、激光增益模块和输出镜，所述的全反镜与所述的输出镜之间构成激光谐振腔，在所述的激光谐振腔内,插入所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块、所述的电光开关模块和所述的激光增益模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其特征在于，包括:全反镜、受激布里渊散射相位共轭镜模块、电光开关模块、激光增益模块和输出镜，所述的全反镜与所述的输出镜之间构成激光谐振腔，在所述的激光谐振腔内,插入所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块、所述的电光开关模块和所述的激光增益模块。


2.根据权利要求1的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其特征在于，所述的受激布里渊散射相位共轭镜模块包括SBS介质和两个正透镜，两个正透镜前后依次共焦放置，两个正透镜的公共焦点位于SBS介质中。SBS介质可以为FC75、FC72、丙酮等。


3.根据权利要求1的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其特征在于，所述的电光开关模块包括由后至前设置的脉冲高压驱动的电光晶体和偏振片，所述偏振片靠近所述激光增益模块设置。


4.根据权利要求3的相位共轭镜和电光开关复合调Q激光谐振装置，其特征在于，所述的电光开关模块还包括四分之一波片，所述四分之一波片位于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海栋，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11