CN101882749A - 激光器用加压式调q电光开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器用加压式调Q电光开关。它由位于激光振荡光路(2)上的起偏器(4)和调Q晶体(5)组成，其中的调Q晶体(5)固定于调整架(6)上，特别是调Q晶体(5)为方柱状的硅酸镓镧晶体，其垂直于振荡光路(2)的两端面上镀有波长为1000～3500nm的增透膜、平行于振荡光路(2)的对应两侧面上置有四分之一波长电压的横向电场，横向电场的输入端与调Q电源(8)的输出端电连接；所述的硅酸镓镧晶体的置有横向电场的两侧面上镀有金膜，所述的横向电场为其重复频率为1～100Hz的脉冲电场，所述的调整架为方位和俯仰调整架。它的体积小、结构简单可靠、安装调试便捷；可广泛地用于窄脉冲、大能量的激光调Q。

Description

激光器用加压式调Q电光开关

技术领域

本发明涉及一种调Q电光开关，尤其是一种激光器用加压式调Q电光开关。

背景技术

目前，在固体激光器中，人们为了得到10ns左右高能量的窄脉冲输出，往往都使用电光开关对脉冲激光进行调Q。调Q的方式有退压方式和加压方式两种。退压方式由于需要在晶体上长期加高压，故易造成晶体电极化而失效，因此被逐渐淘汰。加压方式一般分为两种结构，一种是由两块正交的起偏器和夹在中间的调Q晶体组成，调Q时晶体上加二分之一波长电压，偏振光被旋转90度，调Q晶体的光轴与振荡光路平行；这种结构的缺点是调Q晶体上所需加的电压太高，而且起偏器占据的空间较大，增加了腔长，影响输出脉冲的宽度。另一种是由一块起偏器、一块四分之一波片和调Q晶体组成，调Q时晶体上加四分之一波长电压，偏振光被旋转45度，调Q晶体的光轴与振荡光路平行；这种结构的缺点是调试起来很复杂，为了相位匹配，需要对调Q晶体的方位、俯仰和旋转均进行反复的调试，同时，一块四分之一波片的价格就高达千元以上，不仅成本高，对光还有一定的吸收损耗，且占空间也较大，增加了激光振荡腔的长度和输出脉冲的宽度。另外，上述的加压方式均有着为了不影响调Q开关的工作状态，在安装晶体时都须严格地保持其光轴与振荡光路相平行的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种结构简单、实用，调试方便的激光器用加压式调Q电光开关。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：激光器用加压式调Q电光开关由位于激光振荡光路上的起偏器和调Q晶体组成，其中的调Q晶体固定于调整架上，特别是，

所述调Q晶体为硅酸镓镧晶体，所述硅酸镓镧晶体为方柱状，所述方柱状硅酸镓镧晶体的垂直于振荡光路的两端面上镀有波长为1000～3500nm的增透膜、平行于振荡光路的对应两侧面上置有四分之一波长电压的横向电场，所述横向电场的输入端与调Q电源的输出端电连接。

作为激光器用加压式调Q电光开关的进一步改进，所述的方柱状硅酸镓镧晶体的横截面为正方形；所述的增透膜的波长为1064nm或1.32μm或1.5μm或2.1μm或2.94μm；所述的硅酸镓镧晶体的置有横向电场的两侧面上镀有金膜；所述的横向电场为其重复频率为1～100Hz的脉冲电场；所述的调整架为方位和俯仰调整架。

相对于现有技术的有益效果是，其一，调Q晶体选用硅酸镓镧晶体，利用其具有的热稳定性好、损伤阈值高、不潮解的特性，保证了调Q工作的稳定可靠；其二，采用将硅酸镓镧晶体设置为方柱状，且于方柱状硅酸镓镧晶体的垂直于振荡光路的两端面上镀有波长为1000～3500nm的增透膜、平行于振荡光路的对应两侧面上置有四分之一波长电压的横向电场，并将横向电场的输入端与调Q电源的输出端电连接的结构，使其具有了体积既小，结构又简单可靠，还因不受在安装时晶体的光轴须与振荡光路严格一致的限制，而使安装调试变得简单和快捷的优点。经多次使用光电管探测和示波器观察，除在最高泵脯电压工作时没有发现前置激光和后置激光的出现之外，激光输出的脉冲宽度也变窄了，达1ns以上，输出的能量也大多了，达10％以上，这均得益于激光振荡腔长度的减短和腔内减去了额外的吸收损耗部件；其三，这种结构的实现机理为，利用人工双折射晶体的单晶特性，当通过晶体的偏振光不与晶体的光轴平行时，将被分为o光和e光，并在输出时产生相位差，即所谓的旋光效应，合理地调整晶体光轴与振荡光路的夹角，也就是调整晶体的方位和俯仰角即可改变光程差，也就能使得o光和e光在输出时产生90度的相位差，从而起到了光开关的作用。

作为有益效果的进一步体现，一是方柱状硅酸镓镧晶体的横截面优选为正方形，可使调Q的效果更佳；二是硅酸镓镧晶体的置有横向电场的两侧面上优选镀有金膜，使其上所加有的横向电场更均匀，调Q的效果也更佳；三是横向电场优选为其重复频率为1～100Hz的脉冲电场，完全适应了大功率激光器输出的需要；四是调整架优选为方位和俯仰调整架，完全满足了调整的需要。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

图1是本发明的一种基本结构示意图。

具体实施方式

参见图1，激光器的振荡光路2上依次置有输出镜1、激光棒3、起偏器4、调Q晶体5和全反镜7；其中，调Q晶体5被固定于调整架6上，调Q电源8与调Q晶体5电连接。上述的：输出镜1为曲率半径为1.5m的凸面镜，其表面镀有高斯膜。激光棒3为双掺钇钕石榴石，其棒长为120mm、棒直径为6mm。起偏器4为常用的。调Q晶体5为硅酸镓镧晶体，该硅酸镓镧晶体为方柱状，其横截面为正方形；此方柱状硅酸镓镧晶体的垂直于振荡光路2的两端面上镀有波长为2.1μm(或1064nm或1.32μm或1.5μm或2.94μm或于1000～3500nm间任选)的增透膜、平行于振荡光路2的对应两侧面上镀有金膜，且在镀有金膜的两侧面上置有其重复频率为1～100Hz、电压为四分之一波长的横向脉冲电场，该横向脉冲电场的输入端与调Q电源8的输出端电连接。调整架6为方位和俯仰调整架。全反镜7为曲率半径为5m的凹面镜，其表面镀有全反射膜。

使用时，激光电源储能电容量为200微法，充电(泵脯)电压最高时为1KV，调Q电源8的调Q高压脉冲为3.5KV，在重复频率分别为1次/秒、5次/秒、10次/秒、20次/秒，直至100次/秒时，调Q晶体5工作稳定可靠，且调试便捷，激光输出的脉冲宽度仅为6.5ns，单脉冲能量达800mJ。经测试，未发现前置激光和后置激光的出现，调Q的效果非常的好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的激光器用加压式调Q电光开关进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种激光器用加压式调Q电光开关，由位于激光振荡光路(2)上的起偏器(4)和调Q晶体(5)组成，其中的调Q晶体(5)固定于调整架(6)上，其特征在于：所述调Q晶体(5)为硅酸镓镧晶体，所述硅酸镓镧晶体为方柱状，所述方柱状硅酸镓镧晶体的垂直于振荡光路(2)的两端面上镀有波长为1000～3500nm的增透膜、平行于振荡光路(2)的对应两侧面上置有四分之一波长电压的横向电场，所述横向电场的输入端与调Q电源(8)的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的激光器用加压式调Q电光开关，其特征是方柱状硅酸镓镧晶体的横截面为正方形。

3.根据权利要求2所述的激光器用加压式调Q电光开关，其特征是增透膜的波长为1064nm，或1.32μm，或1.5μm，或2.1μm，或2.94μm。

4.根据权利要求2所述的激光器用加压式调Q电光开关，其特征是硅酸镓镧晶体的置有横向电场的两侧面上镀有金膜。

5.根据权利要求1所述的激光器用加压式调Q电光开关，其特征是横向电场为其重复频率为1～100Hz的脉冲电场。

6.根据权利要求1所述的激光器用加压式调Q电光开关，其特征是调整架(6)为方位和俯仰调整架。

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