本发明专利技术公开了一种Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦热敏感腔８０８ｎｍ触发自调Ｑ激光器及其脉冲的输出方法，激光器的光路由依次设置的８０８ｎｍ泵浦源、传能光纤、耦合系统、激光器全反镜、激光增益介质晶体、激光折返镜、Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦耦合系统、Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦光传能光纤和Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦源及激光输出镜构成，由上述的激光器全反镜、激光增益介质晶体、激光折返镜和激光输出镜构成一热敏感腔，所述热敏感腔的热焦距为１００ｍｍ到４００ｍｍ之间时，激光器存在稳区，所述热敏感腔的热焦距大于４００ｍｍ时，激光器存在非稳区。本发明专利技术激光器是在激光谐振腔内不插入调制器件的情况下，利用Ｉｎ－ｂａｎｄ泵浦于普通泵浦方式相结合来对谐振腔的动力学因子１／ｆｔ进行强制的调制来得到稳定有序的、稳定的、高能量的、高光束质量的脉冲激光输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激光
所涉及的一种激光器，尤其涉及一种In-Band泵浦 热敏感腔808nm触发自调Q激光器。
技术介绍
LD泵浦调Q脉冲激光器在很多领域得到广泛的应用，尤其在材料加工、非线性频 率变换、医疗、军事等方面都具有很好的应用前景。对于目前来看激光的调Q技术主要分为以下几类(1)声光调Q技术；(2)电光调 Q技术；(3)被动调Q技术；(4)腔倒空技术，其中，前三种称为脉冲反射式调Q技术，腔倒空 又称脉冲透射式调Q技术，上述几种调Q技术已经发展的很成熟了，对于声光调Q技术其重 复频率已经达到MHz的数量级，而对于电光调Q的重复频率也已经达到kHz的量级。目前很 多脉冲商用的激光器大都采用声光和电光调Q形式，对于被动调Q发展的也相对比较成熟， 常用的饱和吸收体有Cr4+:YAG，V:YAG，半导体饱和吸收体；而腔倒空技术多用于实验室中， 其电路部分较为复杂。上述几种调Q方式都需要在谐振腔内插入声光Q开关、电光Q开关 和饱和吸收晶体等，这样会对激光产生损耗，降低了效率，增加了相应的成本，而在《光学谐 振腔的图解分析与设计方法》(张光寅著，国防工业出版社出版)一书中提出了一种利用热 敏感腔自调Q的理论，其原理是利用谐振腔的动力学因子l/ft随着泵浦脉冲做周期性的变 化，这个变化将对谐振腔运行的动力状态产生影响。选择合适的腔参数使1/%在“『’型曲 线的边界处变化即可以引起腔损耗的大幅度周期变化，从而实现调Q的MW级巨脉冲输出， 不过这种方法是利用激光器自身脉冲前后的热焦距变化进行调制的，因此此种效果得到的 调制效果有限，脉冲稳定度不高，容易形成多脉冲现象。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供一种In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激 光器。本专利技术激光器是在激光谐振腔内不插入调制器件的情况下，利用In-band泵浦于普 通泵浦方式相结合来对谐振腔的动力学因子l/ft进行强制的调制来得到稳定有序的、稳定 的、高能量的、高光束质量的脉冲激光输出。为了解决上述技术问题，本专利技术In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器 予以实现的技术方案是该激光器的光路由依次设置的808nm泵浦源、传能光纤、耦合系 统、激光器全反镜、激光增益介质晶体、激光折返镜、In-Band泵浦耦合系统(7)、In-Band泵 浦光传能光纤和In-Band泵浦源及激光输出镜构成，其特征在于由上述的激光器全反镜、 激光增益介质晶体、激光折返镜和激光输出镜构成一热敏感腔，所述热敏感腔的热焦距为 IOOmm到400mm之间时，激光器存在稳区，所述热敏感腔的热焦距大于400mm时，激光器存在 非稳区。本专利技术采用上述In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的脉冲输出方 法，其过程如下3步骤一由In-Band泵浦源单独工作，该In-Band泵浦源发出的泵浦光经过传能光 纤和In-Band泵浦耦合系统对激光增益介质晶体进行抽运，此时，激光增益介质晶体的热 焦距大于400mm，使激光谐振腔处于非稳区内，激光不能产生振荡，激光增益介质晶体进行 有效的储能；步骤二 当储能时间达到上能级寿命时，所述808nm泵浦源开始工作，使激光增益 介质晶体的热焦距迅速变小，当激光增益介质5的热焦距小于400mm时，整个谐振腔移入稳 区内，激光迅速起振，产生丽级巨脉冲输出；步骤三脉冲结束后808nm泵浦源停止泵浦，谐振腔又落到非稳区内，激光停止振 荡，In-Band泵浦源仍继续工作，为下一次脉冲提供泵浦能量，返回上述步骤二。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是实现在激光谐振腔内不插入调制器件的 情况下即可得到稳定有序的、稳定的、高能量的、高光束质量的自调Q脉冲激光输出。附图说明图1是本专利技术In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的光路图；图2是图1所示激光器的谐振腔稳区图；图3是图1所示激光器热焦距与激光腔模半径的关系图；图4是本专利技术880nm与808nm泵浦光的时间关系说明。图中1——808nm泵浦源 2——传能光纤3——稱合系统4——激光器全反镜5——激光增益介质晶体 6——激光折返镜7——In-Band泵浦耦合系统8——In-Band泵浦光传能光纤9——In-Band泵浦源10——激光输出镜具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细地描述。如图1所示，本专利技术一种In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器，其光路 由依次设置的808nm泵浦源1、传能光纤2、耦合系统3、激光器全反镜4、激光增益介质晶体 5、激光折返镜6、In-Band泵浦耦合系统7、In-Band泵浦光传能光纤8和In-Band泵浦源9 及激光输出镜10构成，由上述的激光器全反镜4、激光增益介质晶体5、激光折返镜6和激 光输出镜10构成一热敏感腔，所述热敏感腔的热焦距为IOOmm到400mm之间时，激光器存 在稳区，所述热敏感腔的热焦距大于400mm时，激光器存在非稳区。本专利技术激光器的一个优选配置方案是808nm泵浦源1，其输出功率为30W ；传能光纤2芯径400um，数值孔径为0. 22 ；耦合系统3由两块平凸镜组成，构成1:1.5成像系统；激光器全反镜4为平面镜，镀有1064nm高反膜和808nm增透膜；激光增益介质晶体5为Nd: YVO4,其规格为3mmX 3mmX 10mm,掺杂浓度为0. 5%，双 面镀808nm, 880nm和1064nm增透膜；激光折返镜6为平面镜，镀1064nm高反膜和880nm增透膜；In-Band泵浦耦合系统7，由两块平凸镜组成，构成1 1. 5成像系统；4In-Band泵浦光传能光纤8其芯径为400um，数值孔径为0. 22 ；In-Band泵浦源9，其中心波长为879nm，输出功率30W ；激光输出镜10为平凸镜，凸面的曲率半径为300mm，镀1064nm反射率为30%的半反膜。本专利技术中所述的谐振腔是平平谐振腔、左凹右平谐振腔、左平右凹谐振腔和左凸 右平谐振腔中的任一种谐振腔。采用上述In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的脉冲输出方法，其过 程如下首先，由In-Band泵浦源9单独工作，该In-Band泵浦源9发出的泵浦光经过传能 光纤8和In-Band泵浦耦合系统7对激光增益介质晶体5进行抽运，此时，激光增益介质晶 体5的热焦距大于400mm，如约为600mm时，由图2可以看出激光谐振腔处于非稳区内，激光 不能产生振荡，激光增益介质晶体5进行有效的储能；然后，当储能时间达到上能级寿命时 后，所述808nm泵浦源1开始工作，使激光增益介质晶体5的热焦距迅速变小，小于400mm， 整个谐振腔移入稳区内，激光迅速起振，产生MW级巨脉冲输出；脉冲结束后808nm泵浦源1 停止泵浦，谐振腔又落到非稳区内，激光停止振荡，In-Band泵浦源9仍继续工作，为下一次 脉冲提供泵浦能量，当初能达到上述的一定程度后808nm泵浦源1又开始工作，重复以上过 程。图2是本专利技术激光器脉冲输出过程中，热焦距长度与谐振腔长构成的稳区图，图 中网纹覆盖部分为稳区，即当谐振腔的长度取IOOmm时，在热焦距为IOOmm到400mm之间 存在稳区，与之对应的热焦距与激光腔模半径的关系图如图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦热敏感腔８０８ｎｍ触发自调Ｑ激光器，其光路由依次设置的８０８ｎｍ泵浦源（１）、传能光纤（２）、耦合系统（３）、激光器全反镜（４）、激光增益介质晶体（５）、激光折返镜（６）、Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦耦合系统（７）、Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦光传能光纤（８）和Ｉｎ－Ｂａｎｄ泵浦源（９）及激光输出镜（１０）构成，其特征在于：由上述的激光器全反镜（４）、激光增益介质晶体（５）、激光折返镜（６）和激光输出镜（１０）构成一热敏感腔，所述热敏感腔在激光增益介质（５）的热焦距为１００ｍｍ到４００ｍｍ之间时，激光器存在稳区，所述热敏感腔在激光增益介质（５）的热焦距大于４００ｍｍ时，激光器存在非稳区。
【技术特征摘要】
一种In Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器，其光路由依次设置的808nm泵浦源(1)、传能光纤(2)、耦合系统(3)、激光器全反镜(4)、激光增益介质晶体(5)、激光折返镜(6)、In Band泵浦耦合系统(7)、In Band泵浦光传能光纤(8)和In Band泵浦源(9)及激光输出镜(10)构成，其特征在于由上述的激光器全反镜(4)、激光增益介质晶体(5)、激光折返镜(6)和激光输出镜(10)构成一热敏感腔，所述热敏感腔在激光增益介质(5)的热焦距为100mm到400mm之间时，激光器存在稳区，所述热敏感腔在激光增益介质(5)的热焦距大于400mm时，激光器存在非稳区。2.—种In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的脉冲输出方法，其特征在于， 如权利要求1所述激光器的脉冲输出过程是步骤一由In-Band泵浦源(9)单独工作，该In-Ba...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁欣，李斌，盛泉，李雪，史春鹏，殷苏喜，温午麒，周睿，姚建铨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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