CN102496845B - 一种控制功率声光调q激光器的设计方法 - Google Patents
一种控制功率声光调q激光器的设计方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于激光技术领域，是一种控制功率声光调Q激光器的设计方法，通过在声光调Q激光器中加入两个组合的凸透镜，将原始光束的束腰半径ω0减小，获得高峰值功率的单脉冲。这种控制声波渡越时间的高峰值功率声光调Q激光器，它是由输入镜、激光增益介质、声光Q开关和输出镜依次排列构成，且各部件的光轴在同一直线上，其特征是：在激光增益介质和声光Q开关之间有两个凸透镜，声光调Q过程中超声波的渡越时间由两个凸透镜的焦距和位置控制。该装置通过调节凸透镜焦距与位置的关系，减小光斑半径，进而减小超声波渡越时间，从而可以获得更为稳定的输出脉冲，得到更高的单脉冲能量。
Description
技术领域
本发明属于激光技术领域，是一种控制功率声光调Q激光器的设计方法。
背景技术
在现有的声光调Q的固体激光器件中，当振荡光通过声光介质中的超声场时，因衍射而使光束偏离原来的方向，造成谐振腔的损耗增大，Q值下降，激光振荡不能形成，此时在泵浦激励下其上能级反转粒子数将不断积累；若此时突然撤除超声场，则衍射效应立即消失，腔损耗减少，Q值猛增，激光振荡迅速恢复，其能量以巨脉冲的形式输出。但是，在谐振腔中，超声波通过声光晶体的过程是渐变的，因而会影响衍射效率，进而造成输出脉冲不稳定，峰值功率降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制功率声光调Q激光器的设计方法，以及一种控制声波渡越时间的高峰值功率声光调Q激光器，通过控制声光调Q超声波的渡越时间，得到高峰值功率的激光输出。
本发明的技术方案是一种控制功率声光调Q激光器的设计方法，其特征是：在声光调Q激光器中加入两个组合的凸透镜，将原始光束的束腰半径ω0减小，获得高峰值功率的单脉冲。
一种控制声波渡越时间的高峰值功率声光调Q激光器，它是由输入镜、激光增益介质、声光Q开关和输出镜依次排列构成，且各部件的光轴在同一直线上，其特征是：在激光增益介质和声光Q开关之间有两个凸透镜，声光调Q过程中超声波的渡越时间由两个凸透镜的焦距和位置控制。
光束在声光调Q激光器中，其振荡光一个往返过程。
本发明的特点是通过调节凸透镜焦距与位置的关系，减小光斑半径，进而减小超声波渡越时间，从而可以获得更为稳定的输出脉冲，得到更高的单脉冲能量。
附图说明
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是一种控制声波渡越时间的高峰值功率声光调Q激光器的结构示意图。
图中：1、输入镜；2、激光增益介质；3、凸透镜一；4、凸透镜二；5、声光Q开关；6、输出镜。
具体实施方式
如图1所示，将输入镜1、激光增益介质2、声光Q开关5和输出镜6依次排列，并使它们的光轴沿同一直线A。
在激光增益介质2、声光Q开关5之间有凸透镜一3和凸透镜二4，凸透镜一3和凸透镜二4的光轴也与直线A重合。声光调Q过程中超声波的渡越时间由两个凸透镜的焦距和位置控制。
原始光束以出泵浦系统为例，泵浦可以是端面泵浦，也可以是侧面泵浦。当光束进由输入镜1进入声光调Q激光器后，振荡光形成一个往返的过程，即经过输入镜1后依次通过激光增益介质2、凸透镜一3、凸透镜二4、声光Q开关5和输出镜6，然后由输出镜6折返，反向通过各部件后回到输入镜1。
该声光调Q激光器中，凸透镜一3和凸透镜二4的焦距和位置，对声光调Q过程中超声波的渡越时间的影响如下：
一个光束通过凸透镜后，光斑半径会发生变化。设原始光束束腰半径为ω0，经过第一个凸透镜变换后的束腰半径为ω1，经过第二个凸透镜变换后的束腰半径为ω2，两个凸透镜焦距分别为f1和f2，那么经过两个凸透镜后光束束腰半径改变的比例可由下式得到：
由上述公式可知，若给定渡越时间的调控比例（即光束半径的调控比例），则可算出凸透镜位置与焦距f1、f2的关系，进而可得凸透镜的位置分布。
综上所述，根据每次渡越时间的调控比例，即光束半径的调控比例，要获得理想的高峰值功率单脉冲，只需要通过调节凸透镜焦距与位置的关系，就可以控制声光调Q超声波的渡越时间，得到高峰值功率的激光输出。
Claims (1)
1.一种控制功率声光调Q激光器的设计方法，其特征是：在声光调Q激光器中加入两个组合的凸透镜，将原始光束的束腰半径ω0减小，获得高峰值功率的单脉冲；一个光束通过凸透镜后，光斑半径会发生变化；设原始光束束腰半径为ω0，经过第一个凸透镜变换后的束腰半径为ω1，经过第二个凸透镜变换后的束腰半径为ω2，两个凸透镜焦距分别为f1和f2，那么经过两个凸透镜后光束束腰半径改变的比例可由下式得到：
由上述公式可知，若给定渡越时间的调控比例则可算出凸透镜位置与焦距f1、f2的关系，进而可得凸透镜的位置分布；
该方法采用的控制声波渡越时间的高峰值功率声光调Q激光器是由输入镜、激光增益介质、声光Q开关和输出镜依次排列构成，且各部件的光轴在同一直线上，在激光增益介质和声光Q开关之间有两个凸透镜，声光调Q过程中超声波的渡越时间由两个凸透镜的焦距和位置控制。
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