一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，该激光器采用1μm的单频连续激光器作为种子源，保证了整个系统的频率和线宽稳定性。采用脉冲半导体激光器(LD)作为泵浦源，有效提高脉冲放大效率、抑制放大过程中自发辐射放大(ASE)。然后通过两个声光调制器将连续的种子光斩成上升沿为半高斯波形，下降沿陡峭的高对比度脉冲激光。接下来通过后面的端泵

【技术实现步骤摘要】
一种激光相干测风雷达用大能量、长脉冲1
μ
m单频纳秒激光器


[0001]本专利技术属于全固态激光
，具体涉及一种激光相干测风雷达用的大能量数百ns脉宽的长脉冲1μm单频纳秒激光器。

技术介绍

[0002]激光相干测风雷达在近地空间军事环境预报、极端天气预警、风能利用、大气污染监测等军事和民事领域具有巨大应用需求。激光光源是相干测风雷达的核心关键部件，其性能指标直接决定了相干测风雷达的探测距离、灵敏度和精度。由干涉理论可知，要获得明显的干涉效果，需要发生干涉效应的最大光程差小于相干长度，因此，远距离相干测风雷达需要窄线宽的光源来提供长的相干长度。同时，窄线宽也有利于测量精度的提高。另外，光源发射激光的脉冲宽度与测风雷达中回波信号谱宽成反比，较长的脉冲宽度导致功率谱变窄从而提高风速测量精度。
[0003]目前，获得大能量1μm单频纳秒脉冲激光的常用方法是种子注入的单频脉冲激光器及主振荡放大器。该方法是将窄线宽单频连续种子光注入到调Q谐振腔中，通过压电陶瓷来连续调谐腔长，当检测到种子光在腔内谐振时，将Q开关打开以输出单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，其特征在于，包括依次沿光路设置的单频连续激光种子源、双声光调制器、光束整形器、第一小孔光阑、三级端面泵浦单通预放大器、电光斩波器、一级主放大器；三级端面泵浦单通预放大器包括第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器；所述单频连续激光种子源发出的单频连续种子光经所述双声光调制器双声光调制斩波后，变为长脉冲单频纳秒脉冲激光的同时对脉冲波形进行时域整形，整形成上升沿为半高斯波形、下降沿陡峭的高对比度脉冲激光，之后分别经过所述光束整形器、第一小孔光阑后进入第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器进行放大，通过优化第一级端面泵浦单通预放大器、第二级端面泵浦单通预放大器、第三级端面泵浦单通预放大器的各放大级半导体激光泵浦源占空比和小孔光阑位置，抑制各放大级ASE，再经电光斩波器进一步滤掉放大脉冲激光中的ASE，最后进入一级主放大器进行放大，最终获得大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光。2.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，其特征在于，第一小孔光阑后还依次设置有第一半波片、第一隔离器、第二半波片、第一45
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1μm高反镜，所述双声光调制器包括第一双声光调制器、第二双声光调制器；所述第一双声光调制器、第二双声光调制器、光束整形器、小孔光阑第一半波片、第一隔离器、第二半波片、第一45
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1μm高反镜构成光隔离系统。3.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，其特征在于，所述第一级端面泵浦单通预放大器包括第二45
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1μm高反镜、第一平凸透镜、第一激光晶体、第一45
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二向色镜、第二平凸透镜、第三平凸透镜、第一脉冲LD、第二小孔光阑；所述第二级端面泵浦单通预放大器包括第三45
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1μm高反镜、第四平凸透镜、第二激光晶体、第二45
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二向色镜、第五平凸透镜、第六平凸透镜、第二脉冲LD、第三小孔光阑；所述第三级端面泵浦单通预放大器包括第四45
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1μm高反镜、第七平凸透镜、第一薄膜偏振片、第三激光晶体、第三45
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二向色镜、第八平凸透镜、第九平凸透镜、第三脉冲LD；激光经所述第一平凸透镜聚焦进入所述第一激光晶体进行单通放大，所述第一脉冲LD发射的泵浦光经所述第二平凸透镜、第三平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第一激光晶体中；经所述第一级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过所述第一45
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二向色镜输出，在经过所述第二小孔光阑后，通过所述第三45
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1μm高反镜进入所述第二级端面泵浦单通预放大器，激光经所述第四平凸透镜聚焦进入所述第二激光晶体进行单通放大，所述第二脉冲LD发射的泵浦光经所述第五平凸透镜、第六平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第二激光晶体中；经所述第二级端面泵浦单通预放大器放大后的脉冲激光通过所述第二45
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二向色镜输出，在经过所述第三小孔光阑后，通过所述第四45
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1μm高反镜进入所述第三级端面泵浦单通预放大器，激光经所述第七平凸透镜、第一薄膜偏振片聚焦进入所述第三激光晶体进行单通放大，所述第三脉冲LD发射的泵浦光经所述第八平凸透镜、第九平凸透镜组成的耦合系统也聚焦进所述第三激光晶体中，放大后的脉冲激光通过所述第三45
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二向色镜输出。4.根据权利要求1所述的一种激光测风雷达用大能量、长脉冲1μm单频纳秒激光器，其
特征在于，所述激光器还包括依次沿光路设置的第五45
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1μm高反镜、第十平凸透镜、第二隔离器、第三半波片、所述电光斩波器、第二薄膜偏振片、第六45
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1μm高反镜；经所述第三级端面泵浦单通预放大器放大后的激光依次经过第五45
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1μm高反镜、第十平凸透镜、第二隔离器、第三半波片、所述电光斩波器、第二薄膜偏振片后，通过所述第六45
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1μm高反镜进入所述一级主放大器进行最...

【专利技术属性】
技术研发人员：张百涛，施炳楠，李佳桐，聂鸿坤，叶帅，杨克建，李涛，何京良，王冲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
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