CN102354904A - 双脉冲灯泵固体激光器 - Google Patents

双脉冲灯泵固体激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN102354904A
CN102354904A CN2011103478613A CN201110347861A CN102354904A CN 102354904 A CN102354904 A CN 102354904A CN 2011103478613 A CN2011103478613 A CN 2011103478613A CN 201110347861 A CN201110347861 A CN 201110347861A CN 102354904 A CN102354904 A CN 102354904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
double
pulse
switch
electro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103478613A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102354904B (zh
Inventor
郑晖
阮开明
史斐
黄见洪
翁文
苏毅聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS
Original Assignee
Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS filed Critical Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of CAS
Priority to CN201110347861.3A priority Critical patent/CN102354904B/zh
Publication of CN102354904A publication Critical patent/CN102354904A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102354904B publication Critical patent/CN102354904B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种1064nm双脉冲灯泵固体激光器，该激光器包括由单个脉冲氙灯泵浦，电光Q开关，1/4波片、偏振片，单个Nd:YAG激光晶体组成的正支虚共焦非稳腔。其特征在于双脉冲输出由一个电光Q开关实现，通过给电光Q开关可调节的阶梯形高压来调整双脉冲间隔及输出能量。该发明的激光器，重复频率1-50Hz可调，双脉冲间隔5-100us，1064nm单脉冲能量大于100mJ。

Description

双脉冲灯泵固体激光器
技术领域
本发明涉及固体激光器的制备。
背景技术
     20世纪80年代发展起来的粒子图像测速技术(partiele image veloeimetry，PIV)是在流场显示基础上，利用近期发展的计算机图象处理技术对流场显示进行定量化测量，从而实现对流场的瞬态测量，其应用范围涵盖了从低速风洞到超音速流动，从液体流动到气体流动流场的测量。它不仅能显示流场流动的物理形态，而且能够提供瞬时全场流动的定量信息，使流动可视化研究产生从定性到定量的飞跃. PIV系统中关键部件脉冲激光器必须为高脉冲能量，高光束质量的双脉冲输出，以及在微秒量级的较宽的时序控制间隔。目前为了获得高光束质量的巨脉冲激光，一种方法是采用在腔中插入小孔光栏进行选模，但输出效率非常低；另一种方法为变反射率高斯镜VRM（Variable Reflectivity Mirror） 与虚共焦腔非稳定腔激光技术结合在一起，从而实现了较高效率和较好模式的巨脉冲激光输出。Lavision Laser（德国）、Innolas Laser（德国慕尼黑）Quantel laser（法国）等国外激光公司均开发出应用于流场测量的商品化双脉冲激光器。德国Innolas的灯泵浦YAGMaster系列其532nm重复频率为10Hz-50Hz，输出波形为平台型（flat top），双脉冲时序控制范围在1－200微秒之间。法国Quantel公司的twins系列灯泵双脉冲激光器重复频率最高为30Hz，光斑分布都为超高斯分布。国内的时代卓易科技有限公司生产的Turbolite脉冲调Q巨脉冲激光器最高频率30Hz，532nm单脉冲能量30mJ，光斑为VRM分布。国内镭宝光电技术有限公司生产的vlite系列脉冲激光器532nm输出1～15Hz，光斑分布为supermultimode（超多模分布）或VRM分布。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现高脉冲能量、高光束质量的双脉冲输出，以及在微秒量级的较宽的时序控制间隔的激光器。
本发明采用如下技术方案：一种1064nm双脉冲灯泵固体激光器，该激光器包括由单个脉冲氙灯泵浦，电光Q开关，1/4波片、偏振片，单个Nd:YAG激光晶体组成的正支虚共焦非稳腔。其特征在于双脉冲输出由一个电光Q开关实现，通过给电光Q开关可调节的阶梯形高压来调整双脉冲间隔及输出能量。
     在Q开关运转中，以光泵浦的方式将能量存储在放大介质中，同时降低腔内的Q值，阻止了激光振荡的产生。虽然激活介质的储能大，增益高，但腔内损耗也大，故阈值很高，远远超出产生激光的通常阈值，从而抑制了起振，使得激光上能级的反转粒子数大量积累。能量存储的时间即激光跃迁的上能级寿命量级。当突然恢复到高Q值时，储能就以非常短的光脉冲释放出来。由于激活介质的存储能量建立了高增益，所以在极短的时间里释放出巨大的能量，所以产生脉冲的峰值功率比普通长脉冲的峰值功率高几个数量级。在低Q值腔内不可能产生激光。在闪光灯泵浦脉冲的末端，当反转粒子数达到峰值时，谐振腔的Q值被调制到某一高值，腔内在此时开始形成激光振荡，发出一个Q开关脉冲。
本发明的双脉冲激光器采用单灯单棒单泵浦腔输出双脉冲激光器。现结合附图1说明本发明的单泵浦腔双脉冲原理。在本发明中，为了产生双脉冲输出，在闪光灯泵浦脉冲过程中，谐振腔的Q值即被调制到某一较高值，即瞬间半打开Q开关，此时腔内开始形成激光振荡，发出一个Q开关脉冲。然后在第一个泵浦脉冲周期内经过一段可调节时间，再一次完全打开Q开关，此时腔内再一次形成激光振荡，发出第二个Q开关脉冲。通过对电光Q开关的调制高压及打开时间的控制，可以得到1064nm双脉冲输出，脉宽在12ns以内，双脉冲间隔5-150us可调。
    结合附图2描述激光器结构。整个激光器主要由激光增益介质，泵浦源和泵浦腔组成。其中激光增益介质为Nd:YAG晶体。晶体两端面严格平行。泵浦系统包括泵浦源2，泵浦电源3，电光Q开关电路4，其中泵浦源为脉冲氙灯泵浦。谐振腔采用正支虚共焦非稳腔设计。两个腔镜的焦距之差为腔长。
本发明的单灯泵浦双脉冲激光器，重复频率1-50Hz可调，双脉冲间隔5-100us，1064nm单脉冲能量大于100mJ。
附图说明
图1为本激光器工作原理图。第一个图表示泵浦灯过程，第二图表示谐振腔损耗值，第三图表示反转粒子数浓度，第四图表示光子数密度。  
图2为本激光器结构示意图。其中1—激光晶体，2—脉冲氙灯，3—泵浦椭圆腔，4—泵浦电源，5—电光Q开关电路，6—电光Q开关，7—1/4波片，8—偏振片，9—输出镜，10—全反镜。           
具体实施方式
   图2中Nd:YAG棒晶体（1）尺寸为8mm×110mm,Nd3+掺杂浓度1%,端面镀1064nm高透的介质膜。脉冲氙灯（2）作为泵浦源,氙灯尺寸为8mm×110mm,Nd:YAG棒和氙灯置于椭圆柱镜面聚光腔(3)内,循环水冷却。氙灯电源（4）所使用的充放电电容为100μF。Q开关控制电路（5）产生约为3000~4000V可调。电光调Q延迟128us，双脉冲间隔100us,电光Q开关第一个高压3.5KV，第二个高压4KV。全反镜（10）反射率为99.9%1064nm，曲率半径R-1500mm。输出镜（9）透过率50%曲率半径R700mm。在泵浦电压800V，时，获得了1064nm激光双脉冲输出能量最高200mJ，单脉冲输出能量100mJ。

Claims (1)

1.一种1064nm双脉冲灯泵固体激光器，该激光器包括由单个脉冲氙灯泵浦，电光Q开关，1/4波片、偏振片，单个Nd:YAG激光晶体组成的正支虚共焦非稳腔，其特征在于双脉冲输出由一个电光Q开关实现，通过给电光Q开关可调节的阶梯形高压来调整双脉冲间隔及输出能量。
CN201110347861.3A 2011-01-28 2011-11-07 双脉冲灯泵固体激光器 Active CN102354904B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110347861.3A CN102354904B (zh) 2011-01-28 2011-11-07 双脉冲灯泵固体激光器

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110030814.6 2011-01-28
CN2011100308146 2011-01-28
CN201110030814 2011-01-28
CN201110347861.3A CN102354904B (zh) 2011-01-28 2011-11-07 双脉冲灯泵固体激光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102354904A true CN102354904A (zh) 2012-02-15
CN102354904B CN102354904B (zh) 2016-06-29

Family

ID=45578428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110347861.3A Active CN102354904B (zh) 2011-01-28 2011-11-07 双脉冲灯泵固体激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102354904B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102694337A (zh) * 2012-05-21 2012-09-26 清华大学 基于调q开关台阶式开启的激光脉冲脉宽和波形控制方法
CN102769245A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 种子注入的1064nm单频双脉冲激光器
CN109066282A (zh) * 2018-07-12 2018-12-21 哈尔滨工程大学 一种实现超强脉冲输出的装置及方法
CN109157756A (zh) * 2017-10-30 2019-01-08 武汉奇致激光技术股份有限公司 一种调q激光治疗机的双脉冲激光输出控制方法
CN110165539A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 长春理工大学 多台阶泵浦实现子脉冲组间隔可调输出方法及激光器
CN111992544A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法
CN114051681A (zh) * 2020-02-13 2022-02-15 Ltra国际有限公司 利用多q开关的多激光脉冲振荡方法及多激光脉冲振荡装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783403A (en) * 1972-09-22 1974-01-01 Trw Inc Double pulse laser
US3818373A (en) * 1973-01-08 1974-06-18 Gen Electric Single pockels cell double pulsing scheme
CN2648644Y (zh) * 2003-09-27 2004-10-13 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 预激光电光调q单纵模激光器
JP2005268415A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Mitsubishi Electric Corp Ｑスイッチ制御方法
CN101000407A (zh) * 2007-01-12 2007-07-18 中国科学院上海光学精密机械研究所 脉冲间隔可调的线偏振激光双脉冲的分束装置及分束方法
CN201075571Y (zh) * 2007-08-01 2008-06-18 上海奥通激光技术有限公司 双脉宽输出激光器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3783403A (en) * 1972-09-22 1974-01-01 Trw Inc Double pulse laser
US3818373A (en) * 1973-01-08 1974-06-18 Gen Electric Single pockels cell double pulsing scheme
CN2648644Y (zh) * 2003-09-27 2004-10-13 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 预激光电光调q单纵模激光器
JP2005268415A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Mitsubishi Electric Corp Ｑスイッチ制御方法
CN101000407A (zh) * 2007-01-12 2007-07-18 中国科学院上海光学精密机械研究所 脉冲间隔可调的线偏振激光双脉冲的分束装置及分束方法
CN201075571Y (zh) * 2007-08-01 2008-06-18 上海奥通激光技术有限公司 双脉宽输出激光器

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102694337A (zh) * 2012-05-21 2012-09-26 清华大学 基于调q开关台阶式开启的激光脉冲脉宽和波形控制方法
CN102694337B (zh) * 2012-05-21 2014-06-04 清华大学 基于调q开关台阶式开启的激光脉冲脉宽和波形控制方法
CN102769245A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 中国科学院上海光学精密机械研究所 种子注入的1064nm单频双脉冲激光器
CN109157756A (zh) * 2017-10-30 2019-01-08 武汉奇致激光技术股份有限公司 一种调q激光治疗机的双脉冲激光输出控制方法
CN109157756B (zh) * 2017-10-30 2020-12-08 武汉奇致激光技术股份有限公司 一种调q激光治疗机的双脉冲激光输出控制方法
CN109066282A (zh) * 2018-07-12 2018-12-21 哈尔滨工程大学 一种实现超强脉冲输出的装置及方法
CN110165539A (zh) * 2019-05-24 2019-08-23 长春理工大学 多台阶泵浦实现子脉冲组间隔可调输出方法及激光器
CN114051681A (zh) * 2020-02-13 2022-02-15 Ltra国际有限公司 利用多q开关的多激光脉冲振荡方法及多激光脉冲振荡装置
JP2022539447A (ja) * 2020-02-13 2022-09-09 エルトラグローバル カンパニー リミテッド 多重ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法及び多重レーザーパルス発振装置
US20230134604A1 (en) * 2020-02-13 2023-05-04 Ltraglobal Co., Ltd. Multiple laser pulse oscillation method and apparatus using multiple-q switching
CN111992544A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法
CN111992544B (zh) * 2020-08-24 2022-07-26 中国科学院半导体研究所 声光q双脉冲激光除漆方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102354904B (zh) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102354904A (zh) 双脉冲灯泵固体激光器
CN201853942U (zh) 一种脉宽可变的电光调q固体激光器
CN102904155B (zh) 一种全固态皮秒激光再生放大器
CN204103242U (zh) 一种高功率单纵模紫外全固态激光器
CN105006732A (zh) 中小功率ld并联泵浦高功率绿光激光器
CN110165539B (zh) 多台阶泵浦实现子脉冲组间隔可调输出方法及激光器
CN207896411U (zh) 一种高重复频率脉冲泵浦电光调q激光器
CN110932075B (zh) 一种双波长脉冲对激光输出方法及激光器
CN203166300U (zh) 低发热量的传导冷却的脉冲输出声光调q全固态激光装置
CN103036137A (zh) 产生高稳定、低重复频率、亚纳秒锁模脉冲激光的方法
CN100461555C (zh) 两百瓦级准连续双棒串接内腔倍频高功率绿光激光器
CN101276983A (zh) 一种缩短激光输出脉冲宽度的激光器
CN201853935U (zh) 一种紧凑型多脉冲电光调q固体激光器
CN101267083A (zh) 全固态多腔组合腔内倍频单向重叠输出准连续绿光激光器
CN109103738B (zh) 一种全泵浦范围零生热的固体激光器
CN104242037A (zh) 一种利用腔内调制获得脉冲串激光的方法及装置
Shu et al. Diode-side-pumped AO Q-switched Tm, Ho: LuLF laser
CN202444176U (zh) Ld端面泵浦电光调q绿光激光器
GB1307020A (en) Lasers
CN207853173U (zh) 一种脉宽可调的固体激光器
Shen et al. First demonstration of a LED-side-pumped acousto-optic Q-switched Nd: YAG rod laser with high repetition rate and beam quality operation
CN108767639A (zh) 一种可输出单纵模激光束的激光器及其出光控制方法
CN203895738U (zh) 一种用于产生高平均功率准连续紫外脉冲激光的装置
CN207588210U (zh) 一种电光调q固体激光器
Xie et al. High repetition rate step acousto-optic Q-switched laser with three nanosecond equal-interval and amplitude pulses

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant