一种全固态调Q激光产生装置和方法制造方法及图纸

本申请提供一种全固态调Q激光产生装置和方法。该装置包括：泵浦源，用于发射泵浦激光；母谐振腔，用于根据所述激光增益介质的主发射峰波长和可饱和吸收体的工作波长实现波长位于主发射峰的调Q激光的振荡和输出；子谐振腔，用于根据所述激光增益介质的非主发射峰波长实现波长位于非主发射峰的调Q激光的振荡和输出。本申请通过母谐振腔产生位于1μm常见波长的调Q激光，通过子谐振腔可产生其他波段的调Q激光；子谐振腔可追随母谐振腔输出调Q激光的状态以实现输出调Q激光，从而使得子谐振腔不需要可饱和吸收体就可实现输出调Q激光的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种全固态调Q激光产生装置和方法


[0001]本专利技术涉及全固态调Q激光
，尤其涉及一种全固态调Q激光产生装置和方法。

技术介绍

[0002]全固态调Q激光器具有结构紧凑、成本低廉、效率高，能够输出脉冲宽度窄、峰值功率高、重复频率高、光束质量优异的脉冲激光，被广泛应用于医疗卫生、军事、工业、科学研究等领域。具体来说，不同波段的调Q激光具有各自的应用领域，例如1.0μm波段的激光可应用于金属切割和焊接；2.0μm波段的激光可应用于透明塑料的切割、焊接和雕刻；1.9
‑
2.0μm波段的激光可应用于肿瘤、息肉等病变的切除；2.8
‑
3.3μm波段的激光可应用于大气分子(雾霾)探测；3.0
‑
5.0μm波段的激光可应用于空间通信等。尤其是多波段全固态调Q激光可以同时输出多个不同波段调Q激光，例如同时输出1.0μm、1.3μm、1.5μm、1.9μm、2.0μm、3.0μm等波段激光，不仅可以分别应用到各个领域，还可以应用于太赫兹产生、差分吸收激光雷达、波分复用激光雷达、激光测距、气体探测等。因此，多波段全固态调Q激光器成为了人们的研究热点。
[0003]目前，实现调Q的技术主要为主动调Q技术和被动调Q技术。主动调Q技术是主要依赖于声光调Q器件或电光调Q器件实现调Q，这些器件均需提供额外控制模块，无疑会增加系统复杂度和成本。而被动调Q技术只需可饱和吸收体自身效应就可以实现调Q，无需额外控制模块，因此被动调Q技术既可以降低系统复杂度提高系统结构紧凑性，还可以降低成本。众所周知，基于被动调Q技术获取调Q激光的波段与可饱和吸收体的工作波长密不可分。目前，常见商用可饱和吸收体有：Cr:YAG晶体，其工作波长为1.064μm；半导体可饱和吸收体，其工作波长为1.03μm、1.064μm、1.34μm、1.55μm、2.0μm、2.8μm等。但是，由于这些商用可饱和吸收体的工作波长是分立，所以一个可饱和吸收体只能在一个波段范围内实现调Q，而无法通过一个可饱和吸收体实现双波段甚至多波段调Q。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种利用一个可饱和吸收体便可以实现双波段调Q的方法和装置。
[0005]一种全固态调Q激光产生装置，包括：
[0006]泵浦源，用于为母谐振腔和子谐振腔提供泵浦激光；
[0007]母谐振腔，用于根据激光增益介质的主发射峰波长和可饱和吸收体的工作波长实现波长位于主发射峰的调Q激光的振荡和输出；
[0008]子谐振腔，用于根据所述激光增益介质的非主发射峰波长实现波长位于非主发射峰的调Q激光的振荡和输出。
[0009]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述母谐振腔包括：泵浦镜、激光增益介质、可饱和吸收体、第一输出镜；
[0010]所述泵浦镜、激光增益介质、可饱和吸收体、第一输出镜等高且共轴依次排列设置。
[0011]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述泵浦镜用于透射泵浦激光和反射增益激光；该泵浦镜上镀有对所述泵浦激光具有一定透射率的介质膜和对所述增益激光具有一定反射率的介质膜；所述增益激光包括波长位于主发射峰的增益激光和波长位于非主发射峰的增益激光。
[0012]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述第一输出镜用于反射波长位于主发射峰的增益激光并输出波长位于主发射峰的激光；
[0013]所述第一输出镜上镀有对所述波长位于主发射峰的增益激光有一定透射率的介质膜。
[0014]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述激光增益介质用于吸收泵浦激光，将基态粒子抽运到上能级，以产生所述增益激光；所述增益激光包括波长位于主发射峰的增益激光和波长位于非主发射峰的增益激光。
[0015]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述可饱和吸收体用于使所述波长位于主发射峰的增益激光处于调Q状态，该可饱和吸收体的工作波长位于所述激光增益介质的主发射峰位置。
[0016]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述子谐振腔包括：
[0017]泵浦镜、激光增益介质、反射镜、第二输出镜；所述反射镜呈45度倾斜设置；
[0018]所述反射镜置于所述激光增益介质和所述可饱和吸收体之间，与所述激光增益介质出射的增益激光成45
°
夹角；所述第二输出镜置于所述反射镜反射的增益激光的输出端，与所述反射镜反射的增益激光垂直；
[0019]所述反射镜用于接收增益激光并将所述增益激光分成两部分：一部分为波长位于主发射峰的增益激光、另一部分为波长位于非主发射峰的增益激光；所述反射镜将所述波长位于主发射峰的增益激光透射至所述第一输出镜，同时将所述波长位于非主发射峰的增益激光反射至所述第二输出镜；
[0020]所述第二输出镜用于反射波长位于非主发射峰的增益激光并输出波长位于非主发射峰的激光。
[0021]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，所述反射镜镀有对所述波长位于主发射峰的增益激光具有一定透射率的介质膜和对所述波长位于非主发射峰的增益激光具有一定反射率的介质膜；
[0022]所述第二输出镜上镀有对所述波长位于非主发射峰的增益激光具有透射率的介质膜。
[0023]进一步地，如上所述的全固态调Q激光产生装置，包括多个所述子谐振腔，通过所述母谐振腔以及多个所述子谐振腔实现多波段调Q激光的输出。
[0024]一种全固态调Q激光产生方法，包括：
[0025]通过泵浦源发射泵浦激光；
[0026]发射的所述泵浦激光入射至由泵浦镜、激光增益介质、可饱和吸收体、第一输出镜构成的母谐振腔中，通过所述母谐振腔输出波长位于主发射峰的调Q激光；
[0027]在所述激光增益介质、可饱和吸收体之间插入反射镜，所述反射镜与所述激光增
益介质出射的增益激光成45
°
夹角；通过所述反射镜反射波长位于非主发射峰的增益激光；
[0028]在反射镜的输出端添加第二输出镜，由所述第二输出镜、泵浦镜、激光增益介质、反射镜构成子谐振腔；通过调节所述第二输出镜的位置和角度，使所述子谐振腔输出波长位于非主发射峰的调Q激光。
[0029]本申请提供的全固态调Q激光产生装置和方法，利用商用可饱和吸收体在母谐振腔内产生位于1μm的常见波长的调Q激光，并在子谐振腔内产生其它波段的调Q激光；子谐振腔可追随母谐振腔输出调Q激光的状态以实现输出调Q激光，其仅仅通过控制波长位于主发射峰的增益激光和波长位于非主发射峰的增益激光分别在母谐振腔和子谐振腔的腔内损耗，即可实现双波段调Q，从而使得子谐振腔不需要可饱和时吸收就可实现输出调Q激光的目的，并且该装置结构简单。
附图说明
[0030]图1为本专利技术提供的双波段全固态调Q激光系统结构示意图；
[0031]图2为R1＝97.0％和R2＝99.5％时，激光增益介质上能级粒子数(a)、可饱和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固态调Q激光产生装置，其特征在于，包括：泵浦源(1)，用于为母谐振腔和子谐振腔提供泵浦激光；母谐振腔，用于根据激光增益介质的主发射峰波长和可饱和吸收体的工作波长实现波长位于主发射峰的调Q激光的振荡和输出；子谐振腔，用于根据所述激光增益介质的非主发射峰波长实现波长位于非主发射峰的调Q激光的振荡和输出。2.根据权利要求1所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述母谐振腔包括：泵浦镜(2)、激光增益介质(3)、可饱和吸收体(4)、第一输出镜(5)；所述泵浦镜(2)、激光增益介质(3)、可饱和吸收体(4)、第一输出镜(5)等高且共轴依次排列设置。3.根据权利要求2所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述泵浦镜(2)用于透射泵浦激光和反射增益激光；该泵浦镜(2)上镀有对所述泵浦激光具有一定透射率的介质膜和对所述增益激光具有一定反射率的介质膜；所述增益激光包括波长位于主发射峰的增益激光和波长位于非主发射峰的增益激光。4.根据权利要求2所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述第一输出镜(5)用于反射波长位于主发射峰的增益激光并输出波长位于主发射峰的激光；所述第一输出镜(5)上镀有对所述波长位于主发射峰的增益激光有一定透射率的介质膜。5.根据权利要求2所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述激光增益介质(3)用于吸收泵浦激光，将基态粒子抽运到上能级，以产生所述增益激光；所述增益激光包括波长位于主发射峰的增益激光和波长位于非主发射峰的增益激光。6.根据权利要求2所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述可饱和吸收体(4)用于使所述波长位于主发射峰的增益激光处于调Q状态，该可饱和吸收体(4)的工作波长位于所述激光增益介质(3)的主发射峰位置。7.根据权利要求1所述的全固态调Q激光产生装置，其特征在于，所述子谐振腔包括：泵浦镜(2)、激光增益介质(3)、反射镜(6)、第二输出镜(7)；所述反射镜(6)呈45度倾斜设置；所述反射镜(6)置于所述激光增益介质(3)和所述可饱和吸收体...

【专利技术属性】
技术研发人员：高子叶，邓涛，何鹏，吴正茂，夏光琼，唐曦，林晓东，樊利，郭苗苗，
申请(专利权)人：东莞市三航军民融合创新研究院，
类型：发明
国别省市：