CN101764347A - 声光调制激光器 - Google Patents
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Abstract
一种声光调制激光器，属于激光装置领域。该声光调制激光器包括激发装置、光学谐振腔以及第一声光调制器，所述激发装置处于光学谐振腔内，所述光学谐振腔两端设有平行设置的全反射镜和半反射镜，所述第一声光调制器设于光学谐振腔内且位于所述激发装置与半反射镜之间，所述第一声光调制器与半反射镜之间设有第二声光调制器，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间在轴向上的夹角大于0度。通过设置与第一声光调制器互成角度的第二声光调制器可以有效克服传统的声光调制激光器的漏光问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种激光装置，尤其是涉及一种采用了声光调制器的具备锁光功能的激光器。
【背景技术】
激光器一般包括激励源、增益介质以及光学谐振腔。在增益介质中，在没有任何外界作用时，激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁，同时辐射出一光子，产生自发辐射；而若激发态原子接收具有某一能级差的能量的外来光子的激励时，则也从由高能级受迫跃迁到低能级，同时辐射出一个与激励光子相同的光子，产生受激辐射。
在激光器中利用光学谐振腔来形成所要求的强辐射场，使辐射场能量密度远远大于热平衡时的数值，从而使受激辐射概率远远大于自发辐射概率。
光学谐振腔的主要部分是两个互相平行的并与增益介质轴线垂直的反射镜，有一个是全反射镜，另一个是半反射镜。在外界通过光、热、电、化学或核能等各种激励源的激励下，光学谐振腔内的增益介质将会在两个能级之间实现粒子数反转。这时产生受激辐射，在产生的受激辐射光中，沿轴向传播的光在两个反射镜之间来回反射、往复通过已实现了粒子数反转的增益介质，不断引起新的受激辐射，使轴向行进的该频率的光得到放大，这个过程称为光振荡。这是一种雪崩式的放大过程，使谐振腔内沿轴向的光骤然增强，所以辐射场能量密度大大增强，受激辐射远远超过自发辐射，辐射经过不断放大后从半反射镜射出从而产生激光。
在激光器的使用中，通常有锁光的需求，即将控制激光器的激光的出射。传统的解决办法是在增益介质向半反射镜输出光线的光路上设置一个声光调制器，利用声光调制器光束发生衍射进而偏转，使其不能被振荡放大，来达到锁光的目的。
然而在使用过程中，声光调制器的锁光能力有限，并不能将能量很强的激光完全偏转，会有一部分仍然从半反射镜射出，产生漏光。
【发明内容】
鉴于此，有必要针对传统的声光调制激光器会产生漏光的问题，提供一种可以有效克服漏光的声光调制激光器。
一种声光调制激光器，包括激发装置、光学谐振腔以及第一声光调制器，所述激发装置处于光学谐振腔内，所述光学谐振腔两端设有平行设置的全反射镜和半反射镜，所述第一声光调制器设于光学谐振腔内且位于所述激发装置与半反射镜之间，所述第一声光调制器与半反射镜之间设有第二声光调制器，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间在轴向上所成夹角的角度大于0度。。
通过设置与第一声光调制器互成角度的第二声光调制器可将漏光偏转，且其偏转的方向与第一声光调制器偏转方向互成角度，不会将经第一声光调制器衍射后光束调整回原来的方向，从而使其不能够被反馈回增益介质形成激光输出，有效克服漏光问题。
优选地，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间的角度为80°至100°。
优选地，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间的角度为90°。
优选地，所述激发装置为二极管泵浦头。
优选地，所述第一声光调制器和第二声光调制器包括轴向连接的超声波发生器和熔融石英，所述超声波发生器向熔融石英的轴向发射超声波。
【附图说明】
图1为传统的声光调制激光器的在声光调制器关闭时示意图；
图2为传统的声光调制激光器的在声光调制器工作时示意图；
图3为熔融石英在超声波的影响下折射率变化曲线图；
图4为本发明一实施例的声光调制激光器的结构示意图；
图5为第一声光调制器与第二声光调制器的位置关系图。
【具体实施方式】
如图1所示，为传统的声光调制激光器结构示意图。该声光调制激光器包括激发装置100、光学谐振腔200以及第一声光调制器300。激发装置100处于光学谐振腔200内，光学谐振腔200两端设有平行设置的全反射镜210和半反射镜220，第一声光调制器300设于光学谐振腔内200且位于激发装置100与半反射镜220之间。
激发装置100主要包括激励源110和增益介质120，激励源110使增益介质120中的参杂离子迁跃到高能级，然后在往低能级迁跃的过程中产生光子，向外辐射，其中往增益介质120轴向辐射的光子分别射向全反射镜210和半反射镜220，经过反射后又回到增益介质120中，光子在光学谐振腔200内反复振荡、放大，从而形成强烈的激光束从半反射镜220射出，形成激光。
第一声光调制器300包括超声波发生器310和熔融石英320，超声波发生器310可由射频电源驱动向熔融石英320的轴向发射超声波。
当超声波发生器310不工作时，熔融石英320对光束没有影响。因此光束可以被反复振荡、放大。
当有射频功率注入时，超声波发生器310在外部射频电源的驱动下在熔融石英320内部产生超声波，从而引起熔融石英320内部折射率产生周期性变化(如图3所示)，使得熔融石英320变成了一个光栅，当激光通过熔融石英320时，由于光栅的衍射作用，光的传播方向产生偏折(如图2所示)。自发辐射产生的光子由于声光调制器的衍射作用，无法通过光学谐振腔200的反射作用再次通过增益介质120，被放大和振荡，此时无激光输出。增益介质内部的离子绝大部分处于高能态，只有自发辐射，此状态为锁光状态。
当激光已经形成，而要进行锁光时，由于第一声光调制器300的衍射能力有限，当激光能量过大时无法完全偏转激光束，会有一部分激光通过半反射镜220射出，产生漏光。
如图4所示，为本实施例的声光调制激光器的结构示意图。本实施例的声光调制激光器在第一声光调制器300与半反射镜220之间进一步增设了一个第二声光调制器400，并使第一声光调制器300与第二声光调制器400之间在轴向上互成角度，优选角度为80°至100°，进一步优选为90°，即二者相互正交(参见图5)。因此即使有漏光，也可通过第二声光调制器400将漏光偏转，且其偏转的方向与第一声光调制器300的偏转方向相互正交，不会将经第一声光调制器300衍射后光束调整回原来的方向，从而使其能够被反馈回增益介质120，形成激光输出。
本实施例中，采用的激发装置为二极管泵浦头，由激光二极管输出泵浦光(典型的如808nm波长的激光)。在其他实施例中，也可以采用灯泵浦、端面泵浦等。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种声光调制激光器，包括激发装置、光学谐振腔以及第一声光调制器，所述激发装置处于光学谐振腔内，所述光学谐振腔两端设有平行设置的全反射镜和半反射镜，所述第一声光调制器设于光学谐振腔内且位于所述激发装置与半反射镜之间，其特征在于，所述第一声光调制器与半反射镜之间设有第二声光调制器，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间在轴向上所成夹角的角度大于0度。
2.如权利要求1所述的声光调制激光器，其特征在于，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间的角度为80°至100°。
3.如权利要求1所述的声光调制激光器，其特征在于，所述第一声光调制器与第二声光调制器之间的角度为90°。
4.如权利要求1所述的声光调制激光器，其特征在于，所述激发装置为二极管泵浦头。
5.如权利要求1所述的声光调制激光器，其特征在于，所述第一声光调制器和第二声光调制器包括轴向连接的超声波发生器和熔融石英，所述超声波发生器向熔融石英的轴向发射超声波。
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