CN101719626A

CN101719626A - 一种电光调q激光谐振腔

Info

Publication number: CN101719626A
Application number: CN200910272682A
Authority: CN
Inventors: 齐丽君; 朱长虹; 朱晓; 朱广志; 郭飞
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-06
Also published as: CN101719626B

Abstract

本发明公开了一种电光调Q激光谐振腔，包括依次位于同一光路上的激光介质、电光调Q晶体和输出镜，激光介质的外端的端面上镀有激光波长的高反膜层和对泵浦光波长高透的膜层，泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其特征在于：所述电光调Q晶体靠近激光介质的通光面为切割面，该切割面上镀有增透膜层，电光调Q晶体远离激光介质的通光面与所述切割面的夹角等于α或90°-α，其中，α＝90°-arctg(n)，n为电光调Q晶体的折射率。电光调Q谐振腔内不需要插入布儒斯特起偏镜，减小了插入损耗，提高光学机械稳定性，缩短激光谐振腔长度。该自偏振电光调Q晶体可以是所有用于横向电光效应的电光调Q晶体，如BBO、RTP、LN等。谐振腔内只存在一种偏振状态，特别适合电光调Q的要求，在实际应用中可以起到将电光调Q晶体和布儒斯特镜合二为一的作用。

Description

一种电光调Q激光谐振腔

技术领域

本发明属于激光技术，具体涉及一种电光调Q激光谐振腔。

背景技术

电光调Q是利用晶体的电光效应，通过激光谐振腔内光电场偏振方向的变化，实现激光振荡Q值的调节。它可以产生窄脉冲宽度、高峰值功率的激光脉冲。为保证实现好的Q开关效果，传统的电光调Q谐振腔内需要放置起偏元件。目前普遍使用布儒斯特镜片作为腔内光电场的起偏、检偏器件。

传统激光谐振腔内插入的起偏的布儒斯特镜片会带来一些不便和劣势：(1)布儒斯特镜所镀制的介质膜的作用主要是为了提高腔内光电场平行分量的偏振度，对于激光波长无明显地增透效果，因此给谐振腔带来较大的插入损耗，同时，由于腔内光强较高，该膜层易损伤，限制了电光调Q激光峰值功率的提高。(2)布儒斯特镜作为一个独立的元件，光学起偏方向必须与电光晶体的感应主轴有满足调Q要求的方位关系，在激光器的调试过程中，要在高电压条件下，转动晶体镜片相对方位角，操作危险、复杂，光学机械稳定性差。(3)为了在腔内固定安装和调节布儒斯特镜，镜座调节架占据了较大的空间位置，增加了激光谐振腔长，不利于压缩电光调Q的激光脉冲宽度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述电光调Q的激光谐振腔中必须将电光调Q晶体必须和布儒斯特镜结合使用的不足之处，提供一种电光调Q激光谐振腔，该谐振腔减小了插入损耗，可以提高光学机械稳定性，并缩短了激光谐振腔长度。

本发明提供的电光调Q激光谐振腔，包括依次位于同一光路上的激光介质、电光调Q晶体和输出镜，激光介质的外端的端面上镀有激光波长的高反膜层和对泵浦光波长高透的膜层，泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其特征在于：所述电光调Q晶体靠近激光介质的通光面为切割面，该切割面上镀有增透膜层，电光调Q晶体远离激光介质的通光面与所述切割面的夹角等于α或90°-α，其中，α＝90°-arctg(n)，n为电光调Q晶体的折射率。

本发明在谐振腔内采用按一定角度切割的电光晶体(即自偏振电光晶体)，电光晶体的切割平面与晶体的某些面夹角满足晶体布儒斯特角的余角的条件，保证横向λ/4电压可有效地关断腔内光路，此时电光晶体也起到检偏镜的作用。因此，电光调Q谐振腔内不需要插入布儒斯特起偏镜。该自偏振电光调Q晶体可以是所有用于横向电光效应的电光调Q晶体，如BBO、RTP、LN等。该谐振腔内只存在一种偏振状态，特别适合电光调Q的要求，在实际应用中可以起到将电光调Q晶体和布儒斯特镜合二为一的作用。具体而言，本发明的优点在于：

(1)该谐振腔采用自偏振电光调Q晶体，可以不使用传统的布儒斯特镜，使得谐振腔减少一个非增益性的光学元件，降低腔内插入损耗，有利于提高激光调Q脉冲的能量。

(2)对于各向同性的激光增益介质，无需转动电光晶体，操作安全、方便调试。

(3)该新型激光谐振腔可以缩短同等条件下的谐振腔长度，能有效地压缩Q脉冲宽度，有助于提高激光Q脉冲的峰值功率。

(4)谐振腔内采用的自偏振电光调Q晶体，可以同时起到起偏、检偏、调制的作用，能获得好的电光调Q效果，可以是所有用于横向电光效应的电光调Q晶体。

附图说明

图1.1、1.2是两种传统的电光调Q激光谐振腔；

图2是本发明的电光调Q激光谐振腔的一种实施例结构示意图；

图3是本发明的电光调Q激光谐振腔的另一种实施例结构示意图；

图4是传统的电光调Q晶体结构图；

图5是本发明的自偏振电光调Q晶体实施例结构示意图；

图6是本发明的自偏振电光调Q晶体另一实施例结构示意图；

具体实施方式

如图1.1、图1.2所示，传统的电光调Q激光谐振腔包括泵浦源2、激光介质3、起偏镜4(布儒斯特镜)、电光调Q晶体5、电光电源7和输出镜6，激光介质3的外端(即靠近谐振腔外的一端)的端面上镀有对激光波长的高反膜层和对泵浦光波长高透的膜层1，起到全反镜的作用。图1.1中泵浦源2采用侧面泵浦方式，图1.2中泵浦源2采用端面泵浦方式。

如图2所示，采用自偏振电光调Q晶体的激光谐振腔包括泵浦源2、激光介质3、电光电源7、自偏振电光调Q晶体8和输出镜6。

激光介质3、自偏振电光调Q晶体8和输出镜6依次位于同光路上，电光电源7与自偏振电光调Q晶体8连接。激光介质3的外端(即靠近谐振腔外的一端)的端面上镀有对激光波长的高反膜层和对泵浦光波长高透的膜层1作为全反镜。图2中泵浦源2位于激光介质3的一侧，采用侧面泵浦方式，可以选择闪光灯也可以是半导体即LD。图3中泵浦源位于激光介质3的外端，采用端面泵浦方式，选择半导体即LD。

激光介质3是固体激光晶体，如Nd:YAG、Nd:YVO₄、Nd:YAP、Nd:GdVO₄等，输出镜6是根据泵浦源为连续泵浦方式和脉冲泵浦方式选择相应的对激光波长有一定透过率的膜层，对于连续泵浦方式输出镜膜层选择10％-40％；对于脉冲泵浦方式输出镜膜层选择50％-80％。

电光晶体采用一种自偏振电光调Q晶体8，该晶体按照一定的角度进行切割，晶体的切割形成的平面与晶体的某些平面夹角α满足晶体布儒斯特角的余角的条件，即晶体的折射率为n，α＝90°-arctg(n)，保证横向λ/4电压可有效地关断腔内光路，自偏振电光调Q晶体8的切割的端面必须靠近激光工作介质，此时电光晶体同时起到检偏镜和电光调Q的作用。该自偏振电光调Q晶体的实施例结构图如图5和图6所示。

如图4所示，传统的电光调Q晶体为长方体，Z轴方向为晶体光轴方向，平行于XY平面方向的ABCD平面和EFGH平面为通光面，与XY平面方向垂直的平面为镀制电极的平面，一般沿X轴方向或者Y轴方向施加高压。对于不同方向施加高压的晶体，其切割方式各有不同，两种实施例结构如图5和图6所示。

如图5所示，电光晶体的通光面为平行于XY平面的ABCD面和EFGH面，电极镀制在平行于XZ平面的ABEF面和CDGH面，沿Y轴方向加电压。自偏振电光调Q晶体8是沿一定角度切割晶体，形成IJKL平面。平面IJKL与平面GHKL的夹角α满足布儒斯特角余角的条件，即晶体的折射率为n，α＝90°-arctg(n)。切割出的IJKL平面和通光面平面(如EFGH平面)镀有相应激光波长的增透膜层，EFIJ平面和GHKL平面镀有电极，沿Y轴方向加高压。

如图6所示，电光晶体的通光面为平行于XY平面的ABCD面和EFGH面，电极镀制在平行于YZ平面的ACEG面和BDFH面，沿X轴方向加电压。自偏振电光调Q晶体8是沿一定角度切割晶体，形成IJKL平面。平面IJKL与通光面EFGH平面的夹角α满足布儒斯特角余角的条件，即晶体的折射率为n，α＝90°-arctg(n)。切割出的IJKL平面和通光面平面(如EFGH平面)镀有对应激光波长的增透膜层，EGIK平面和FHJL平面镀有电极，沿X轴方向加高压。

以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种电光调Q激光谐振腔，包括依次位于同一光路上的激光介质(3)、电光调Q晶体和输出镜(6)，激光介质(3)的外端的端面上镀有激光波长的高反膜层和对泵浦光波长高透的膜层，泵浦源(2)采用侧面或端面泵浦方式，其特征在于：所述电光调Q晶体靠近激光介质(3)的通光面为切割面，该切割面上镀有增透膜层，电光调Q晶体远离激光介质(3)的通光面与所述切割面的夹角等于α或90°-α，其中，α＝90-arctg(n)，n为电光调Q晶体的折射率。