一种偏振可切换的短脉冲激光系统技术方案

本申请提供的一种偏振可切换的短脉冲激光系统，属于激光器技术领域，包括：激光振荡模块、激光放大模块和激光倍频偏振切换模块，所述激光放大模块的光输入端连接所述激光振荡模块，所述激光放大模块的光输出端连接所述激光倍频偏振切换模块，所述激光振荡模块用于产生波长为1064 nm的纳秒脉冲激光，所述激光放大模块用于纳秒脉冲激光的能量放大，所述激光倍频偏振切换模块输出双波长偏振态可切换的激光。本申请提供的偏振可切换的短脉冲激光系统，更加适用于激光测距、光电对抗、大气探测等领域对激光器的更高要求。领域对激光器的更高要求。领域对激光器的更高要求。

【技术实现步骤摘要】
一种偏振可切换的短脉冲激光系统


[0001]本申请涉及激光器
，尤其涉及一种偏振可切换的短脉冲激光系统。

技术介绍

[0002]随着固体激光技术的发展，大能量固体激光器在越来越多的领域得到广泛应用，进而在激光测距、照明、大气探测等领域对激光器的稳定性、可靠性以及环境适用性提出更高的要求，即对激光器的性能提升提出了更高的要求。
[0003]为了适应激光测距、光电对抗、大气探测等领域对激光器发热更高要求，目前提出了通过提升双波长激光输出的能量以及偏振可切换的技术思路。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种偏振可切换的短脉冲激光系统，以适应激光测距、光电对抗、大气探测等领域对激光器发热更高要求。
[0005]本申请提供的一种偏振可切换的短脉冲激光系统，包括：激光振荡模块、激光放大模块和激光倍频偏振切换模块，所述激光放大模块的光输入端连接所述激光振荡模块，所述激光放大模块的光输出端连接所述激光倍频偏振切换模块，所述激光振荡模块用于产生波长为1064 nm的纳秒脉冲激光，所述激光放大模块用于纳秒脉冲激光的能量放大，所述激光倍频偏振切换模块输出双波长偏振态可切换的激光；其中：所述激光振荡模块包括角锥棱镜，所述角锥棱镜的输入端依次设置偏振器、第一激光模块和高斯镜，所述角锥棱镜的输出端依次设置电光调Q开关、1/4波片和反射镜, 所述激光振荡模块内产生的纳秒脉冲激光透射所述高斯镜，所述第一激光模块为半导体棒状激光晶体侧面泵浦；所述激光倍频偏振切换模块包括第一半波片和第一偏振片,所述第一半波片设置在所述第一偏振片的输入光路上，所述第一偏振片的透射光路上依次设置倍频晶体和第三半波片，所述第一偏振片的反射光路上设置第二偏振片，所述第二偏振片的反射光路上设置第二半波片。
[0006]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述激光放大模块包括依次设置第一隔离器，第一扩束镜、第二激光模块、第二隔离器、第二扩束镜、第三激光模块、旋光器和第四激光模块；所述第二激光模块、第三激光模块和第四激光模块为板条侧面泵浦；所述激光放大模块将所述激光振荡模块输出的纳秒脉冲激光的能量放大到700 mJ。
[0007]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述激光振荡模块还包括第一45
°
反射镜，所述激光放大模块还包括第二45
°
反射镜、第三45
°
反射镜、第四45
°
反射镜和第五45
°
反射镜，所述激光倍频偏振切换模块包括第六45
°
反射镜；所述第二45
°
反射镜设置在所述第一45
°
反射镜的反射光路以及所述第一隔离器的入射光路上；所述第三45
°
反射镜和所述第四45
°
反射镜设置在所述第二激光模块和所述
第二隔离器之间，且所述第三45
°
反射镜设置在所述第二激光模块的输出光路上，所述第四45
°
反射镜设置在所述第三45
°
反射镜的反射光路以及所述第二隔离器的入射光路上；所述第五45
°
反射镜设置在所述第四激光模块的输出光路上，所述第六45
°
反射镜设置在所述第五45
°
反射镜的反射光路上，且所述第六45
°
反射镜设置在第一半波片的输入光路上。
[0008]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述激光倍频偏振切换模块还包括第七45
°
反射镜和二向色镜，所述第七45
°
反射镜设置在所述第二半波片的出射光路上，所述二向色镜设置在所述第三半波片的出射光路上且位于所述第七45
°
反射镜的反射光路上；所述第七45
°
反射镜的反射率>99.9%@1064 nm，以及损伤阈值>20 J/cm2。
[0009]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述激光倍频偏振切换模块还包括聚焦透镜和准直透镜，所述聚焦透镜设置在所述第一偏振片和所述倍频晶体之间，所述准直透镜设置在所述倍频晶体和所述第三半波片。
[0010]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述第二激光模块包括58个巴条，每个巴条功率为120 W，单模块峰值功率为7000 W，泵浦脉宽为270 μs，板条晶体尺寸为155 mm
×
40 mm
×
6.5 mm，两端未掺杂部分长度分别为10 mm，中间部分Nd
3+
的掺杂浓度为0.5%；所述第三激光模块和所述第四激光模块均包括83个巴条，每个巴条功率为120 W，单模块峰值功率为10000 W，泵浦脉宽为270 μs，板条晶体尺寸为180 mm
×
50 mm
×
8.5 mm，两端未掺杂部分长度分别为15 mm，中间部分Nd
3+
的掺杂浓度为0.7%。
[0011]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述第一45
°
反射镜的反射率>99.9%@1064 nm，以及损伤阈值>20 J/cm2。
[0012]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述电光调Q开关波长300~1100 nm，电压消光比>2000：1，1/4电压3.3 kV，损伤阈值>500 MW/cm2；所述1/4波片的镀膜中心波长1064 nm，损伤阈值>20 J/cm2。
[0013]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述第一激光模块包括半导体泵浦和激光晶体，所述半导体泵浦波长为809.6 nm，光谱宽度为1.4~2 nm，单模块峰值功率为5000 W，泵浦脉宽为300 μs；所述激光晶体为Nd:YAG圆柱棒状晶体，Nd
3+
的掺杂浓度为0.5%，长度75~85 mm，端面直径5~7 mm，镀膜透过率>99%，损伤阈值>5 GW/cm2。
[0014]可选的，上述偏振可切换的短脉冲激光系统中，所述激光振荡模块还包括固定件，所述反射镜和所述高斯镜共同设置在所述固定件上。
[0015]本申请提供的一种偏振可切换的短脉冲激光系统，通过激光振荡模块、激光放大模块和激光倍频偏振切换模块结合实现激光器输出偏振态可切换的大能量双波长的激光。在激光振荡模块中使用角锥棱镜进行纳秒脉冲激光折转构成U型折叠腔结构，既能有助于控制激光振荡模块的尺寸，便于使用，又能提升激光器的光束质量和效率。且激光振荡模块中结合使用高斯镜有利于对有源介质的宽填充和在硬边孔上的弱衍射，有助于提升激光振荡模块近场和远场的质量。在激光倍频偏振切换模块中倍频晶体结合使用第一半波片、第二半波片和第三半波片实现纳秒脉冲激光的倍频以及偏振态切换。因此本申请提供的偏振可切换的短脉冲激光系统，更加适用于激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏振可切换的短脉冲激光系统，其特征在于，包括：激光振荡模块、激光放大模块和激光倍频偏振切换模块，所述激光放大模块的光输入端连接所述激光振荡模块，所述激光放大模块的光输出端连接所述激光倍频偏振切换模块，所述激光振荡模块用于产生波长为1064 nm的纳秒脉冲激光，所述激光放大模块用于纳秒脉冲激光的能量放大，所述激光倍频偏振切换模块输出双波长偏振态可切换的激光；其中：所述激光振荡模块包括角锥棱镜，所述角锥棱镜的输入端依次设置偏振器、第一激光模块和高斯镜，所述角锥棱镜的输出端依次设置电光调Q开关、1/4波片和反射镜, 所述激光振荡模块内产生的纳秒脉冲激光透射所述高斯镜，所述第一激光模块为半导体棒状激光晶体侧面泵浦；所述激光倍频偏振切换模块包括第一半波片和第一偏振片,所述第一半波片设置在所述第一偏振片的输入光路上，所述第一偏振片的透射光路上依次设置倍频晶体和第三半波片，所述第一偏振片的反射光路上设置第二偏振片，所述第二偏振片的反射光路上设置第二半波片。2.根据权利要求1所述的偏振可切换的短脉冲激光系统，其特征在于，所述激光放大模块包括依次设置第一隔离器，第一扩束镜、第二激光模块、第二隔离器、第二扩束镜、第三激光模块、旋光器和第四激光模块；所述第二激光模块、第三激光模块和第四激光模块为板条侧面泵浦；所述激光放大模块将所述激光振荡模块输出的纳秒脉冲激光的能量放大到700 mJ。3.根据权利要求2所述的偏振可切换的短脉冲激光系统，其特征在于，所述激光振荡模块还包括第一45
°
反射镜，所述激光放大模块还包括第二45
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反射镜、第三45
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反射镜、第四45
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反射镜和第五45
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反射镜，所述激光倍频偏振切换模块包括第六45
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反射镜；所述第二45
°
反射镜设置在所述第一45
°
反射镜的反射光路以及所述第一隔离器的入射光路上；所述第三45
°
反射镜和所述第四45
°
反射镜设置在所述第二激光模块和所述第二隔离器之间，且所述第三45
°
反射镜设置在所述第二激光模块的输出光路上，所述第四45
°
反射镜设置在所述第三45
°
反射镜的反射光路以及所述第二隔离器的入射光路上；所述第五45
°
反射镜设置在所述第四激光模块的输出光路上，所述第六45
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反射镜设置在所述第五45
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反射镜的反射光路上，且所述第六45
°
反射镜设置在第一半波片的输入光路上。4.根据权利要求1所述的偏振可切换的短脉冲激光系统，其特征在于，所述激光倍频偏振切换模...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘民哲，赵坤，翟瑞占，贾中青，刘梦霖，王丽莎，张明山，刘嘉，张振振，李欢欣，
申请(专利权)人：山东芯光光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：