重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器制造技术

本发明专利技术涉及激光器技术领域，其公开了一种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器，包括依次连接的全反射镜、调Q单元、激光增益单元和输出单元，所述调Q单元中的电光调Q晶体可工作在高频状态，通过控制作用在所述增益单元上的泵浦脉冲和作用在所述调Q单元上的调Q脉冲，实现多种重复频率的激光调Q脉冲的输出。本发明专利技术所设计的电光调Q脉冲激光器与现有的只可工作于低重频状态下的电光调Q激光器相比，既可工作在低重频状态，又可短时工作在高重频状态，重频跨度范围大，且可调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光器
，尤其涉及ー种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器。
技术介绍
激光调Q激光技术从1961年提出以后，发展极为迅速，该技术是将激光全部能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使激光器发光的峰值功率提高几个数量级的ー种重要技木，电光调Q是利用某些晶体的电光效应做成电光调Q开关器件，电光调Q具有开关时间短(约10_9s)，效率高，调Q时刻可以精确控制，输出脉冲宽度窄(10 20ns)，峰值功率高(几十MW以上)等优点，是目前应用广泛的ー种调Q技木。电光调Q使用时一般在激光谐 振腔内加上偏光器和^1波片，偏光器的作用是得到线偏振光，可以使用偏光棱镜，一般选择 4格兰-泰勒棱镜或格兰-傅科棱镜，也可以使用镀膜的偏振片，波片的作用是使调Q信号脉冲到来时，激光器输出激光脉冲。电光调Q的工作原理为，当调Q信号为低电平时，电光晶体对于激光器谐振腔内传播的光相当于各向同性介质，光通过光电晶体后，偏振状态不发生任何改变，这样，偏振器件和I波片就构成了光隔离器，让激光器中的辐射光只能沿ー个方向传播，不能形成激光振荡，因此，激光器谐振腔的损耗很大，激光器的出光阈值很高，激光介质在泵浦源的作用下，处于储能状态；当调Q信号脉冲到来吋，电光晶体两端加电压，电光晶体对于激光器谐振腔中轴向传播的光相当于ー个I波片，其快轴与原有*波片快轴重合，形成I波片，或快轴与原有I波片慢轴重合，对光不起作用，无论是哪ー种情況，谐振腔内*波片、电光晶体和偏振器件不再组成光隔离器，光路可逆，激光辐射可以在谐振腔内振荡，谐振腔处于低损耗状态，激光脉冲迅速形成，并通过激光器的输出端输出。电光调Q激光器中，调Q开关的时间非常短，在纳秒的量级上，因此，调Q激光脉冲信号能够快速建立，激光器输出的激光脉冲宽度也很窄，约IOns 20ns，由此可见，提高激光器的单脉冲能量，可以得到高峰值功率的激光脉冲，然而，在一定重复频率的激光脉冲下，单脉冲能量越大，激光器发热越大，热效应对激光器的影响也就越严重，所以高重频激光器的单脉冲能量不能做得很大。另外，激光器重复频率越大，激光器热效应也就越严重，所以，大能量、高峰值功率的电光调Q激光器一般重复频率都比较低，并且，单脉冲能量越大、脉冲峰值功率越高，激光器的重复频率越低。目前常见的大单脉冲能量、高峰值功率的调Q激光器的重复频率一般小于IOOHz。可见，现有的电光调Q脉冲激光器，特别是大能量、高峰值功率的脉冲调Q激光器的输出激光脉冲序列中，激光脉冲的重复频率较低。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何克服传统电光调Q激光器输出激光脉冲序列中，只含重复频率较低的激光脉冲序列的缺点，提出ー种电光调Q脉冲激光器，以实现输出大单脉冲能量、高峰值功率的电光调Q脉冲激光器既可在低重复频率状态下工作，又可短时间在高重复频率状态下，输出的激光脉冲序列中既含有重复频率较低的激光脉冲，又含有重复频率较高的激光脉冲的目的。( ニ )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了ー种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器，包括依次连接的全反射镜、电光调Q単元、激光增益単元和输出单元，以及泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制単元，所述泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制単元用于产生并控制泵浦脉冲和调Q脉冲，使泵浦脉冲和调Q脉冲分别作用于所述激光增益单 元和所述电光调Q単元，所述输出単元用于输出激光脉冲，所述激光脉冲中包含重复频率较低的低重频激光脉冲和重复频率较高的高重频激光脉冲。优选地，所述电光调Q开关包括依次连接的能够工作在高频状态下的电光调Q晶体、一波片和偏光器。优选地，所述输出単元包括依次连接的I波片、偏光器和全反射镜，或者所述输出単元为输出镜。优选地，所述激光器还包括与所述输出单元连接的I波片或退偏器。优选地，与所述输出单兀连接的γ波片的光轴与所述偏光器的透光方向呈45°。优选地，与所述电光调Q单元连接的所述全反射镜为平面反射镜或角锥棱镜，且所述角锥棱镜的反射面镀有防相位突变膜。优选地，所述I波片和偏光器的两端均镀有增透膜。4优选地，所述能够工作在高频状态下的电光调Q晶体为BBO晶体或RTP晶体。优选地,所述偏光器为偏振片或偏光棱镜。(三)有益效果本专利技术所设计的电光调Q脉冲激光器既可工作在低重频状态，又可短时工作在高重频状态。通过合理地设置低重频和高重频激光脉冲的配比，可以实现激光器在同一激光脉冲输出序列中既含有高重频分量，也含有低重频分量，并且高重频分量中的激光脉冲的单脉冲能量和脉冲峰值功率与低重频分量的激光脉冲可以相等也可以有所差別。附图说明图I是依据本专利技术实施例一的激光器，其中，实现调Q功能的偏光器件采用镀膜偏振片；图2是依据本专利技术实施例ニ的激光器，其中，实现调Q功能的偏光器釆用偏振棱镜;图3是依据本专利技术实施例三的激光器，其中，实现耦合输出的偏振片件釆用镀膜的偏振片；图4是依据本专利技术实施例四的激光器，其中，输出端去掉ヰ波片或退偏器，实现偏4 振输出；图5是依据本专利技术实施例五的激光器，其中，用平面反射镜代替角锥棱镜；图6是依据本专利技术实施例六的激光器，其中，用平面反射镜代替角锥棱镜，且输出端去掉I波片或退偏器，实现偏振输出；图7是依据本专利技术实施例七的激光器，其中，用输出镜代替由*波片、偏振器件、角锥棱镜组成的输出单元，且输出端去掉I波片，实现偏振输出。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进ー步详细说明。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术所提出的重复频率大范围可调电光调Q激光器可以实现在同一激光脉冲序列中，既包含高重频激光脉冲，又包含低重频激光脉冲，并且高重频和低重频激光脉冲具有相当的单脉冲能量和峰值功率；当高重频激光脉冲的重频大于激光介质决定的激光脉冲重频上限时，从激光器中输出的高重频激光脉冲的单脉冲能量会降低，峰值功率也会相应的减小，且激光脉冲重频越高，单脉冲能量越低，峰值功率也相应越小。电光调Q激光器中的电光调制晶体开关选择低频、高频状态下均可以工作的电光调Q晶体，如BBO(偏硼酸钡)、RTP(磷酸氧钛铷)等。低频、高频状态下均可以工作的电光调Q晶体上的电光调Q信号可以工作在激光介质荧光寿命所決定的调Q信号的最高重频状态，此时对应的泵浦脉冲信号是持续的，即ー个泵浦脉冲对应多个调Q脉冲信号，激光器输出的激光脉冲序列中，高重频激光脉冲的单脉冲能量和峰值功率与低重频激光脉冲的大体一致。下面的实施例中采用BBO晶体，这样，如果激光器的散热条件允许，激光器可以持续工作在高重频状态。图I给出了重复频率大范围可调电光调Q激光器工作的ー个实例，其中，100为电光调Q単元、200为激光增益单元，300为输出单元，M为泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制单元，M用于产生并控制泵浦脉冲Mp和调Q脉冲Mq，使泵浦脉冲Mp和调Q脉冲Mq分别作用于所述激光增益単元和所述电光调Q単元，由于该实施例中采用了角锥棱镜，所以激光器的抗震性能很高，可以工作在振动环境状态。图中用角锥棱镜I充当激光器谐振腔的全反射镜，为防止光在角锥棱镜I的反射面上全反射时P光、s光产生附加位相差，在角锥棱镜I的全反射面上应镀上消除附加位相差的位相膜。电光调Q晶体2采用BBO晶体，由于BBO晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，包括依次连接的全反射镜、电光调Q単元、激光增益単元和输出单元，以及泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制单元，所述泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制単元用于产生并控制泵浦脉冲和调Q脉冲，使泵浦脉冲和调Q脉冲分别作用于所述激光增益単元和所述电光调Q単元，所述输出単元用于输出激光脉冲，所述激光脉冲中包含重复频率较低的低重频激光脉冲和重复频率较高的高重频激光脉冲。2.如权利要求I所述的激光器，其特征在于，所述电光调Q単元包括依次连接的能够エ作在高频状态下的电光调Q晶体*波片和偏光器。3.如权利要求I所述的激光器，其特征在于，所述输出単元包括依次连接的*波片、偏光器和全反射镜，...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩马理，王涛，柳强，闫平，黄磊，张海涛，刘欢，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：