CN102244356A - 一种双波长快速切换调q激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双波长快速切换调Q激光器，用于切换输出1.06μm激光和1.57μm激光。所述激光器包括两条激光输出光路，两条激光输出光路共用一个高反镜、一个泵浦头和一个偏振镜。两条光路在偏振镜的透射和反射方向进行光路分离，在偏振镜的透射光路上，第一Q开关，第一输出镜顺序排列，构成1.06μm激光的输出光路。在偏振镜的反射光路上，折转镜，第二Q开关，分色镜，光参量振荡器晶体，第二输出镜顺序排列，构成1.57μm激光的输出光路。通过对两个Q开关分别施加调Q电压实现1.06μm和1.57μm激光的选择输出。本发明的双波长快速切换调Q激光器电场切换快速可靠，结构简单，使用方便。

Description

一种双波长快速切换调Q激光器
技术领域
本发明属于激光器装置技术领域，具体涉及一种双波长快速切换调Q激光器。用于双波长激光测距设备中，选择性提供1.57                                                
Figure 290755DEST_PATH_IMAGE001
和1.06
Figure 236846DEST_PATH_IMAGE001
两种波长的测距脉冲激光光源。
背景技术
高性能测距设备需要双波长激光测距功能，在要求人身安全的环境中使用波长1.57
Figure 593048DEST_PATH_IMAGE001
的激光，以确保不对眼睛造成伤害；在对远距离弱小目标测距时使用脉冲能量更高的波长1.06的激光，以确保更好的测距性能。
1.57/1.06
Figure 769711DEST_PATH_IMAGE001
双波长切换激光器的原理是使用Nd:YAG谐振腔产生1.06
Figure 502174DEST_PATH_IMAGE001
激光输出，通过在谐振腔内或腔外插入光参量振荡器实现1.57激光输出。已有的双波长切换激光器有两种形式：一种是在1.06
Figure 97290DEST_PATH_IMAGE001
基频光路中采用电伺服传动机构插入光参量振荡器实现1.57
Figure 457120DEST_PATH_IMAGE001
输出，采用腔内光参量振荡器，具有非线性转换效率高，结构紧凑的优点。但由于电伺服传动机构存在加工装调偏差，而且运动机构稳定性差，长期使用还存在机械磨损，将导致光参量振荡器在系统中位置的变动，引起激光器光轴的变动和出光脉冲能量的下降，采用电伺服传动机构的双波长切换激光器存在可靠性差、切换速度慢等缺点。另一种是在Nd:YAG激光器谐振腔外采用电光开关偏振切换的腔外环形光参量振荡器实现1.57
Figure 727696DEST_PATH_IMAGE001
的激光输出。这种激光器采用电光开关切换，无运动机构，具有切换速度快、可靠性高的优点，但使用腔外环形光参量振荡器具有光学元件多、系统复杂和非线性转换效率较低等缺点。
发明内容
为了克服采用电伺服传动机构的双波长切换激光器可靠性差、切换速度慢和采用腔外环形光参量振荡器的双波长切换激光器系统复杂、非线性转换效率较低的不足，本发明提出了一种双波长快速切换调Q激光器。
本发明的双波长快速切换调Q激光器，其特点是：所述的激光器含有第一Q开关、第二Q开关，分别用于控制1.06
Figure 588073DEST_PATH_IMAGE001
和1.57
Figure 52946DEST_PATH_IMAGE001
激光的选择输出，第一Q开关打开时，第二Q开关处于关闭状态，泵浦头发出1.06
Figure 195345DEST_PATH_IMAGE001
的激光束，依次在高反镜、泵浦头、偏振镜的透射方向、第一Q开关、第一输出镜之间振荡放大，第一输出镜同时输出波长1.06
Figure 502568DEST_PATH_IMAGE001
的激光；第二Q开关打开时，第一Q开关处于关闭状态，泵浦头发出1.06
Figure 984496DEST_PATH_IMAGE001
的激光，依次在高反镜、泵浦头、偏振镜的反射方向、折转镜、第二Q开关、分色镜、光参量振荡器晶体和第二输出镜之间振荡放大，1.06的激光束泵浦光参量振荡器晶体，在分色镜、光参量振荡器晶体和第二输出镜之间形成1.57
Figure 996105DEST_PATH_IMAGE001
激光束的振荡放大，通过第二输出镜输出1.57
Figure 247964DEST_PATH_IMAGE001
的激光束。
本发明中的高反镜、泵浦头、偏振镜顺序排列，组成两条激光输出共用光路。
当第一Q开关、第二Q开关均未加调Q电压时，两条激光输出光路处于关断状态，均不输出激光。当对其中一条光路的Q开关施加调Q电压时，该条光路输出激光。所述的第一Q开关、第二Q开关都包含
Figure 148180DEST_PATH_IMAGE002
波片和电光晶体，可以共用一套调Q电源系统，通过选择其中一个Q开关施加调Q电压，实现1.06和1.57
Figure 741021DEST_PATH_IMAGE001
激光的选择输出。
本发明在两条激光输出光路中各采用一个Q开关，通过对两个Q开关分别施加调Q电压实现激光器切换输出两种波长的激光，电场切换快速可靠，使用方便。本发明的双波长快速切换调Q激光器的高反镜、泵浦头和偏振镜由两种波长激光输出光路共用，系统光学元件少、效率高，激光器结构紧凑坚固，适于在安装空间小、技术指标要求高的光电设备中使用。1.57
Figure 658555DEST_PATH_IMAGE001
激光通过采用基频光腔内泵浦光参量振荡器产生，1.06
Figure 911813DEST_PATH_IMAGE001
的泵浦光在光参量振荡器晶体内形成双向往返振荡泵浦，降低了1.57
Figure 886460DEST_PATH_IMAGE001
激光的出光阈值，提高了转换效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明双波长快速切换调Q激光器的光路图。
图中，1. 高反镜    2. 泵浦头   3.偏振镜  4. 第一Q开关　5. 第一输出镜　　6. 折转镜　　7.第二Q开关　　8. 分色镜 　9. 光参量振荡器晶体　　10. 第二输出镜。
具体实施方式
图1为本发明双波长快速切换调Q激光器光路图。图1中，高反镜1、泵浦头2、偏振镜3、第一Q开关4、第一输出镜5依次排布，组成1.06
Figure 225169DEST_PATH_IMAGE001
激光的输出光路。对第一Q开关4施加电压时，第一Q开关4打开，第二Q开关7关闭，处于加电泵浦状态的泵浦头2发出1.06
Figure 946393DEST_PATH_IMAGE001
的光束，依次在高反镜1、泵浦头2、偏振镜3的透射方向、第一Q开关4、第一输出镜5之间形成振荡放大，通过第一输出镜5输出波长1.06
Figure 319737DEST_PATH_IMAGE001
的激光。
高反镜1、泵浦头2、偏振镜3、折转镜6、第二Q开关7、分色镜8、光参量振荡器晶体9和第二输出镜10依次排布，组成1.57
Figure 199706DEST_PATH_IMAGE001
激光的输出光路。对第二Q开关7施加电压，第二Q开关7打开，第一Q开关4关闭，处于加电泵浦状态的泵浦头2发出1.06
Figure 228973DEST_PATH_IMAGE001
的激光，依次在高反镜1、泵浦头2、偏振镜3的反射方向、折转镜6、第二Q开关7、分色镜8、光参量振荡器晶体9和第二输出镜10之间形成振荡放大但不输出，1.06
Figure 538908DEST_PATH_IMAGE001
的激光对光参量振荡器晶体9进行泵浦，在分色镜8、光参量振荡器晶体9和第二输出镜10之间形成1.57
Figure 704441DEST_PATH_IMAGE001
激光的振荡放大，通过第二输出镜10输出1.57
Figure 817628DEST_PATH_IMAGE001
的激光。
两条激光输出光路共用高反镜1、泵浦头2和偏振镜3。所述的高反镜1采用对1.06的激光反射率为99%～100%的平面镜；所述的泵浦头2包含一个Nd:YAG增益介质，采用氙灯或激光二极管泵浦；所述的偏振镜3采用对p偏振光的透射率为98%～100%，对s偏振光的反射率为97%～100%的平面镜，所述的偏振镜3在光路中以布氏角布置；所述的第一输出镜5采用对1.06mm激光的反射率为40%~60%，对1.06mm激光的透射率为40%~60%的平面镜；所述的折转镜6采用对1.06
Figure 754808DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为99%～100%的平面镜；所述的分色镜8采用对1.06
Figure 400947DEST_PATH_IMAGE001
激光的透射率为98%～100%，对1.57
Figure 452079DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为97%~100%的平面镜；所述的光参量振荡器晶体9采用对1.57
Figure 252676DEST_PATH_IMAGE001
激光和1.06
Figure 913202DEST_PATH_IMAGE001
激光透射率为98%~100%的光参量振荡器晶体；所述的第二输出镜10采用对1.06
Figure 115645DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为97%~100%，对1.57激光的反射率为40%~60%、透射率为40%~60%的平面镜。当Q开关1、Q开关2均未加调Q电压时，两条激光输出光路处于关断状态，均不输出激光。当对其中一条光路的Q开关施加调Q电压时，该条光路输出激光。所述的Q开关1、Q开关2都包含
Figure 923774DEST_PATH_IMAGE003
波片和电光晶体，可以共用一套调Q电源系统，通过选择其中一个Q开关施加调Q电压，实现1.06
Figure 889456DEST_PATH_IMAGE001
和1.57
Figure 8722DEST_PATH_IMAGE001
激光的选择输出。
当两个Q开关都未加电时，两条激光输出光路均不输出激光。当选择其中一条光路的Q开关施加调Q电压时，该条光路输出激光。两个Q开关都包含
Figure 401657DEST_PATH_IMAGE002
波片和电光晶体，可以共用一套调Q电源系统，选择其中一个Q开关施加调Q电压，实现1.06
Figure 737698DEST_PATH_IMAGE001
和1.57
Figure 303809DEST_PATH_IMAGE001
激光的选择输出。

Claims (2)

1.一种双波长快速切换调Q激光器，其特征在于：所述的激光器含有第一Q开关（4）、第二Q开关（7），分别用于控制1.06                                                
Figure 2011101354512100001DEST_PATH_IMAGE001
和1.57
Figure 780633DEST_PATH_IMAGE001
激光的选择输出，第一Q开关（4）打开时，第二Q开关（7）处于关闭状态，泵浦头（2）发出1.06
Figure 843004DEST_PATH_IMAGE001
的激光束，依次在高反镜（1）、泵浦头（2）、偏振镜（3）的透射方向、第一Q开关（4）、第一输出镜（5）之间振荡放大，第一输出镜（5）同时输出波长1.06
Figure 902227DEST_PATH_IMAGE001
的激光；第二Q开关（7）打开时，第一Q开关（4）处于关闭状态，泵浦头（2）发出1.06
Figure 209712DEST_PATH_IMAGE001
的激光，依次在高反镜（1）、泵浦头（2）、偏振镜（3）的反射方向、折转镜（6）、第二Q开关（7）、分色镜（8）、光参量振荡器晶体（9）和第二输出镜（10）之间振荡放大，1.06的激光束泵浦光参量振荡器晶体（9），在分色镜（8）、光参量振荡器晶体（9）和第二输出镜（10）之间形成1.57mm激光束的振荡放大，通过第二输出镜（10）输出1.57
Figure 539772DEST_PATH_IMAGE001
的激光束。
2.根据权利要求1所述的双波长快速切换调Q激光器，其特征在于：所述的高反镜（1）采用对1.06
Figure 86291DEST_PATH_IMAGE001
的激光反射率为99%～100%的平面镜；所述的泵浦头（2）包含一个Nd:YAG增益介质，采用氙灯或激光二极管泵浦；所述的偏振镜（3）采用对p偏振光的透射率为98%～100%，对s偏振光的反射率为97%～100%的平面镜；所述的第一输出镜（5）采用对1.06
Figure 931888DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为40%~60%，对1.06
Figure 942569DEST_PATH_IMAGE001
激光的透射率为40%~60%的平面镜；所述的折转镜（6）采用对1.06
Figure 848208DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为99%～100%的平面镜；所述的分色镜（8）采用对1.06激光的透射率为98%～100%，对1.57
Figure 29845DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为97%~100%的平面镜；所述的光参量振荡器晶体（9）采用对1.57激光和1.06
Figure 174836DEST_PATH_IMAGE001
激光透射率为98%~100%的光参量振荡器晶体；所述的第二输出镜（10）采用对1.06
Figure 492685DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为97%~100%，对1.57
Figure 435409DEST_PATH_IMAGE001
激光的反射率为40%~60%、透射率为40%~60%的平面镜。
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Date Code Title Description
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20111116

Assignee: SICHUAN SCIENCE CITY JIULI TECHNOLOGY INDUSTRIAL CO., LTD.

Assignor: Applied Electronics Inst., Chinese Engineering Physics Inst.

Contract record no.: 2013510000059

Denomination of invention: Double-wavelength quick-switching Q-switched laser device

Granted publication date: 20130213

License type: Exclusive License

Record date: 20130718

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130213

Termination date: 20160525

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