一种时序发射激光器制造技术

本发明专利技术一种时序发射激光器，涉及一种增益介质交替发射的激光器，其属于激光器领域，包括泵浦源、多单元增益介质模块、激发光模块、光束扫描模块和电子控制单元，泵浦源向多单元增益介质模块输入泵浦光并激活多单元增益介质模块，光束扫描模块作用于激发光模块或多单元增益介质模块，使得激发光模块产生的激发光对多单元增益介质模块进行周期性扫描，多单元增益介质模块按激发光停留期所占区域分区，电子控制单元用于分别向多单元增益介质模块和光束扫描模块发送同步控制信号，以使多单元增益介质模块的各分区依次受激发射形成激光。本申请具有高功率输出光束质量高，制造成本低、可靠性高的效果。靠性高的效果。靠性高的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种时序发射激光器


[0001]本专利技术涉及激光器的
，尤其是涉及一种时序发射激光器。

技术介绍

[0002]激光在材料加工，軍事，通信，传感，医学和照明等领域获得了广泛的应用,至今，已经形成了一个巨大产业，激光器是激光产业的核心部件，激光器的性能，特别是激光功率和光束质量对于激光产业的持续发展有着决定性的影响。目前，激光器常见的工作模式有脉冲模式和连续激光模式，在同样输出功率下，激光器在脉冲模式输出的激光峰值功率远高于连续激光模式的功率，通过对多个参数相同、时域内不重叠的低频脉冲激光器的时序合束可以在保持单脉冲能量不变的条件下提高重复频率，从而提高平均功率和亮度。
[0003]目前，已有多个有关时序合束的专利技术被公布，例如公告号为CN109619A的专利申请，就是一种基于衍射光栅的激光时序合束装置，该专利公开的时序合束方法将多个光谱合成光束按时序组束，然后通过光栅切换再按时序合束，由此形成的多腔合成光束，具有很高的平均功率。
[0004]在实现本申请的过程中，专利技术人发现上述技术至少存在以下问题：所有传统时序合束系统都需要选用多个参数相同的激光器进行合束，涉及较多精密光学元件和精密光校工艺，制造成本较高，而且，可靠性也较差。

技术实现思路

[0005]为了克服传统时序合束激光系统的上述缺点，本申请提供一种时序发射激光器。
[0006]本申请提供的一种时序发射激光器，采用如下的技术方案：一种时序发射激光器，包括泵浦源、多单元增益介质模块、激发光模块、光束扫描模块和电子控制单元，所述泵浦源向所述多单元增益介质模块输入泵浦光并激活所述多单元增益介质模块，所述光束扫描模块作用于所述激发光模块或多单元增益介质模块，使得所述激发光模块产生的激发光对所述多单元增益介质模块进行周期性扫描，所述多单元增益介质模块按所述激发光停留期所占区域分区，所述电子控制单元用于分别向所述多单元增益介质模块和光束扫描模块发送同步控制信号，以使所述多单元增益介质模块的各分区依次受激发射形成激光。
[0007]通过采用上述技术方案，使用时，泵浦源持续向多单元增益介质模块输入泵浦光，使得多单元增益介质模块被激活并产生自发辐射，光束扫描模块作用于激发光模块或多单元增益介质模块，使得激发光模块产生的激发光对多单元增益介质模块进行周期性扫描，多单元增益介质模块按激发光停留期所占区域分为多个分区，每个分区被激发光模块直接作用时，都会形成激光脉冲，所有分区所产生的激光脉冲最终组合形成持续的单腔巨脉冲激光输出。由于无需太多复杂零件和光校便可达到时序合束多腔激光发射系统同样效果，可以克服传统时序合束多腔激光系统的成本高，可靠性差的缺点。
[0008]可选的，所述激发光模块包括构成谐振腔的高反射单元和低反射单元，所述谐振
腔的光通道至少有一部分为自由空间光通道，所述多单元增益介质模块位于所述谐振腔的光通道内，所述多单元增益介质模块的各分区依次被所述光通道内激发光扫描，并受激发射激光脉冲。
[0009]可选的，所述谐振腔的光通道内设置有Q开关，所述Q开关位于多单元增益介质模块和低反射单元之间，基于所述电子控制单元的控制，控制所述谐振腔在低损耗开态和高损耗关态之间切换。
[0010]可选的，所述高反射单元为自由空间高反射镜或光纤光栅，并与所述多单元增益介质模块分立间距设置。
[0011]可选的，所述高反射单元为反射率高于98%的高反射膜，所述高反射单元镀于所述多单元增益介质模块的表面。
[0012]通过采用上述技术方案，高反射单元直接贴合与多单元增益介质模块，能够减少光路中的固体界面数，减小谐振腔的损耗。
[0013]可选的，所述激发光模块包括种子光源和光纤准直器，所述种子光源配置有光隔离器，所述种子光源和光纤准直器之间形成有光通道，所述多单元增益介质模块位于所述光通道部位，所述多单元增益介质模块的各分区依次进入所述光通道，从而对所述种子光源发出的种子激光进行功率放大，形成激光脉冲。
[0014]可选的，所述光束扫描模块包括机械驱动器，所述机械驱动器连接于所述多单元增益介质模块，用于驱动所述多单元增益介质模块沿垂直于光通道的方向作周期性位移。
[0015]可选的，所述光束扫描模块包括电子驱动电路以及一对N选一的光束扫描开关，每个所述光束扫描开关均包括一个主通道和N个支通道，属于同一所述光束扫描开关的主通道和各个支通道周期性依次接通，所述主通道连通于所述光通道，两个所述光束扫描开关的支通道一一对应设置，相互对应的两个支通道相互连通并形成公共支通道，所述多单元增益介质模块位于两个所述光束扫描开关之间的公共支通道内，所述电子驱动电路基于所述电子控制单元的控制，控制各个所述公共支通道依次和光通道导通，使得所述光通道内种子激光对所述多单元增益介质模块进行周期性扫描。
[0016]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.使用时，泵浦源持续向多单元增益介质模块输入泵浦光，使得多单元增益介质模块被激活并产生自发辐射，光束扫描模块作用于激发光模块或多单元增益介质模块，使得激发光模块产生的激发光对多单元增益介质模块进行周期性扫描，多单元增益介质模块按激发光停留期所占区域分为多个分区，每个分区被激发光模块直接作用时，都会形成激光脉冲，所有分区所产生的激光脉冲最终组合形成持续的单腔巨脉冲激光输出。由于无需太多复杂零件和光校便可达到时序合束多腔激光发射系统同样效果，可以克服传统时序合束多腔激光系统的成本高，可靠性差的缺点。
附图说明
[0017]图1是用于体现本申请实施例1中时序激光器的工作原理示意图；图2是用于体现本申请实施例2中时序激光器的工作原理示意图；图3是用于体现本申请实施例3中时序激光器的工作原理示意图；图4是用于体现本申请实施例4中时序激光器的工作原理示意图。
[0018]附图标记说明：1、多单元增益介质模块；2、泵浦光源；31、高反射单元；32、低反射单元；33、种子光源；34、光纤准直器；41、机械驱动器；42、电子驱动电路；43、光束扫描开关；5、电子控制单元；6、输出端口；7、Q开关。
具体实施方式
[0019]以下结合附图1
‑
4对本申请作进一步详细说明。
[0020]本申请实施例公开一种时序发射激光器。本申请所采用的时序发射激光器是一种通过激发光对增益介质的扫描，使增益介质分区交替发射的激光器，上述激发光可以由增益介质发射的自发辐射在激光器的谐振腔内经过模式竞争产生，也可由独立的种子激光产生，前者形成调Q激光器，后者形成MOPA型激光器。
[0021]实施例1：参照图1，本实施例公开的时序发射激光器包括多单元增益介质模块1、泵浦光源2、激发光模块、光束扫描模块、电子控制单元5和输出端口6，且本实施例公开的时序发射激光器为调Q激光器。其中，泵浦光源2发射的泵浦光耦合输入并激活多单元增益介质模块1，使其进入激活状态产生自发辐射。
[0022]参照图1，在本实施例中，激发光模块包括高反射单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时序发射激光器，包括泵浦源、多单元增益介质模块(1)、激发光模块(3)、光束扫描模块(4)和电子控制单元(5)，所述泵浦源向所述多单元增益介质模块(1)输入泵浦光并激活所述多单元增益介质模块(1)，其特征在于：所述光束扫描模块(4)作用于所述激发光模块(3)或多单元增益介质模块(1)，使得所述激发光模块(3)产生的激发光对所述多单元增益介质模块(1)进行周期性扫描，所述多单元增益介质模块(1)按所述激发光停留期所占区域分区，所述电子控制单元(5)用于分别向所述多单元增益介质模块(1)和光束扫描模块(4)发送同步控制信号，以使所述多单元增益介质模块(1)的各分区依次受激发射形成激光。2.根据权利要求1所述的时序发射激光器，其特征在于，所述激发光模块(3)包括构成谐振腔的高反射单元(31)和低反射单元(32)，所述谐振腔的光通道至少有一部分为自由空间光通道，所述多单元增益介质模块(1)位于所述谐振腔的光通道内，所述多单元增益介质模块(1)的各分区依次被所述光通道扫描，并受激发射激光脉冲。3.根据权利要求2所述的时序发射激光器，其特征在于，所述谐振腔的光通道内设置有Q开关(7)，所述Q开关(7)位于多单元增益介质模块(1)和低反射单元(32)之间，用于基于所述电子控制单元(5)的控制，控制所述谐振腔在低损耗开态和高损耗关态之间切换。4.根据权利要求2所述的时序发射激光器，其特征在于，所述高反射单元(31)为自由空间高反射镜或光纤光栅，并与所述多单元增益介质模块(1)分立间距设置。5.根据权利要求2所述的时序发射激光器，其特征在于，所述高反射单元(31)为反射率高于98%的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖培，
申请(专利权)人：陈祖培，
类型：发明
国别省市：