CN105896302A - 一种振镜法调节品质因数的波导激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种振镜法调节品质因数的波导激光器，包括：振镜装置、波导腔和输出镜；振镜装置包括一振镜，其紧邻波导腔的一波导口，输出镜紧贴波导腔的另一波导口，振镜的中心和输出镜的中心与波导腔的腔轴位于同一直线；振镜、输出镜和波导腔组成一激光谐振腔，通过振镜周期性摆动来调谐该激光谐振腔的品质因数。本发明采用振镜法调Q，无需插入斩波器，透镜等元件，降低了激光器的成本，使得结构更为紧凑；振镜可以更加贴近波导口，进一步提高了激光器的小型化和紧凑化，并且谐振腔的损耗更小，提高了输出激光的品质；利用控制单元可以获得较高的重复频率，具有更大的灵活性。

Description

一种振镜法调节品质因数的波导激光器
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种振镜法调节品质因数的波导激光器。
背景技术
在激光的发展过程中，调Q(调节品质因数)技术是一个极其重要的突破，通过调Q后的脉冲激光和物质的相互作用，推动了非线性光学的发展，另外在窄脉冲的调Q脉冲的应用上使得雷达、测距、全息摄影等方面的技术得到了很大的发展。目前波导激光器实现短脉冲输出的调Q技术主要有机械调Q、电光调Q及声光调Q，其中机械调Q作为一种最早且比较成熟的调Q技术，具有结构简单、稳定可靠、成本低廉等优点，在工业和军事的应用中受到很大的关注。
机械调Q主要是通过转动腔内元件实现Q调制，包括转镜技术和机械斩波技术。转镜技术就是用马达带谐振腔的一个反射镜旋转从而改变谐振腔的Q值，机械斩波技术就是用一种光闸来不断的斩断谐振腔里面的光束来达到调Q的目的。国内外对于机械调Q技术的研究主要集中于20世纪60年代到90年代初，之后则陆续在原基础上做相关性能优化的工作。但随着工业和军事上对短脉冲激光的参数要求的提高以及激光器小型紧凑化的趋势，传统机械调Q方法的局限性大大限制了它的发展和应用。
对于波导激光器，传统的机械调Q方法，包括转镜法和机械斩波法，都各自有自己的局限性。对于转镜法，由于带动镜片的马达转速的局限性，调Q的结果是重复频率比较低。对于机械斩波法，虽然它可以获得比较高的重复频率，但需要在谐振腔里插入一个斩波器，并且一般情况下还需要透镜来聚焦光斑，这不利于激光器小型紧凑化的发展。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决上述问题，本发明提供了一种振镜法调节品质因数的波导激光器。
(二)技术方案
本发明提供了一种振镜法调节品质因数的波导激光器，包括：振镜装置、波导腔2和输出镜3；所述振镜装置包括一振镜1，所述振镜1紧邻所述波导腔的一波导口，所述输出镜3紧贴波导腔的另一波导口，所述振镜的中心和输出镜的中心与波导腔的腔轴位于同一直线；所述振镜1、输出镜3和波导腔2组成一激光谐振腔，通过所述振镜1周期性摆动来调谐该激光谐振腔的品质因数。
优选地，所述振镜1为平面全反镜；所述振镜的摆动幅度小于10°；所述输出镜3为平面透反镜，其透过率为10％～30％；所述输出镜3与波导腔的腔轴垂直；所述波导腔2包含上放电电极和下放电电极，波导腔内填充增益介质。
优选地，所述振镜装置还包括：驱动装置4；其中，所述振镜1安装于驱动装置的输出轴上，驱动装置4驱动振镜1作周期性摆动。
优选地，所述振镜装置还包括：控制单元5；其中，所述控制单元5连接所述驱动装置4，控制驱动装置4驱动振镜1作周期性摆动；所述驱动装置4为电机。
优选地，所述振镜的周期性摆动频率为100赫兹至90000赫兹。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明的一种振镜法调节品质因数的波导激光器具有以下有益效果：
(1)采用振镜法调Q，无需插入斩波器，透镜等元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的结构更为紧凑，实现了激光器的小型化和紧凑化；
(2)由于振镜摆动幅度很小，振镜可以更加贴近波导口，进一步提高了激光器的小型化和紧凑化，并且谐振腔的损耗更小，提高了输出激光的品质；
(3)控制单元通过驱动装置调节振镜的转速和摆动幅度，实现振镜的高速摆动，可以获得较高的重复频率，振镜的转速和摆动幅度可由专门的控制单元实时精确控制，可以实时精确的改变和控制激光输出，具有更大的灵活性。
附图说明
图1为本发明实施例的一种振镜法调节品质因数的波导激光器的结构示意图。
【符号说明】
1-振镜；2-波导腔；3-输出镜；4-驱动装置；5-控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。.
参见图1，本发明第一实施例提供了一种振镜法调节品质因数的波导激光器，其包括：振镜装置、波导腔2和输出镜3。
其中，振镜装置包括一振镜1，振镜1紧邻波导腔的一波导口，输出镜3紧贴波导腔的另一波导口，振镜的中心和输出镜的中心与波导腔的腔轴位于同一直线，振镜1、输出镜3和波导腔2组成激光谐振腔，通过振镜1作周期性摆动调谐激光谐振腔的品质因数。
其中，该振镜1为平面全反镜，其反射率接近100％；振镜尺寸略大于波导口尺寸；振镜的摆动幅度小于10°，所述振镜1紧邻波导腔的一波导口是指：在不影响振镜正常摆动的情况下，振镜1要尽量贴近波导口。
该输出镜3为平面透反镜，其透过率为10％～30％；输出镜3与波导腔的腔轴垂直。
所述波导腔2包含上放电电极和下放电电极，波导腔2内填充增益介质。
本发明第一实施例的振镜法调节品质因数的波导激光器，振镜充当激光谐振腔的一端，当振镜摆到偏离与光轴垂直的位置时，激光谐振腔损耗增大，品质因数变小，品质因数开关闭合，能量积聚；当振镜转到与光轴垂直时，激光谐振腔的损耗最小，品质因数值最大，品质因数开关打开，激光输出。在振镜周期性摆动的过程中，激光谐振腔的损耗周期性变化，品质因数开关周期性的打开闭合，得到高重频、窄脉冲、高峰值功率的激光输出。
对于波导激光器，传统的机械斩波法调Q，需要插入斩波器，透镜等元件，且为了减少激光谐振腔的耦合损耗，各个元件及与波导口之间都需要保持一定的距离，而本发明第一实施例的振镜法调节品质因数的波导激光器，采用振镜法调Q，无需插入这些元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的结构更为紧凑，实现了激光器的小型化和紧凑化。传统的转镜法，需要将镜片旋转360°来调节品质因数，而本发明第一实施例的振镜法调节品质因数的波导激光器，由于振镜摆动幅度很小，这样振镜可以更加贴近波导口，谐振腔的损耗更小，提高了输出激光的品质。
本发明第二实施例的一种振镜法调节品质因数的波导激光器，为了达到简要说明的目的，上述第一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
振镜装置还包括驱动装置4和控制单元5，振镜1安装于驱动装置的输出轴上，控制单元5连接驱动装置4，控制驱动装置4驱动振镜1以一定的幅度作周期性摆动。
优选地，该驱动装置4为电机，振镜周期性摆动的频率为100赫兹至90000赫兹。
其中，控制单元通过驱动装置调节振镜的转速和摆动幅度，可以实现振镜的高速摆动，相比转镜法调Q，振镜调Q可以获得较高的重复频率，振镜的转速和摆动幅度可由专门的控制单元实时精确控制，可以实时精确的改变和控制激光输出，具有更大的灵活性。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和步骤的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状和步骤，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值；
(2)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围；
(3)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
综上所述，本发明的振镜法调节品质因数的波导激光器，采用振镜法调Q，无需插入这些元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的结构更为紧凑，实现了激光器的小型化和紧凑化；由于振镜摆动幅度很小，这样振镜可以更加贴近波导口，谐振腔的损耗更小，提高了输出激光的品质；控制单元通过驱动装置调节振镜的转速和摆动幅度，实现振镜的高速摆动，可以获得较高的重复频率，振镜的转速和摆动幅度可由专门的控制单元实时精确控制，可以实时精确的改变和控制激光输出，具有更大的灵活性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振镜法调节品质因数的波导激光器，其特征在于，包括：振镜装置、波导腔(2)和输出镜(3)；
所述振镜装置包括一振镜(1)，所述振镜(1)紧邻所述波导腔的一波导口，所述输出镜(3)紧贴波导腔的另一波导口，所述振镜的中心和输出镜的中心与波导腔的腔轴位于同一直线；
所述振镜(1)、输出镜(3)和波导腔(2)组成一激光谐振腔，通过所述振镜(1)周期性摆动来调谐该激光谐振腔的品质因数。
2.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述振镜(1)为平面全反镜。
3.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述振镜的摆动幅度小于10°。
4.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述输出镜(3)为平面透反镜，其透过率为10％～30％。
5.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述输出镜(3)与波导腔的腔轴垂直。
6.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述波导腔(2)包含上放电电极和下放电电极，波导腔内填充增益介质。
7.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述振镜装置还包括：驱动装置(4)；其中，
所述振镜(1)安装于驱动装置的输出轴上，驱动装置(4)驱动振镜(1)作周期性摆动。
8.如权利要求7所述的波导激光器，其特征在于，所述振镜装置还包括：控制单元(5)；其中，
所述控制单元(5)连接所述驱动装置(4)，控制驱动装置(4)驱动振镜(1)作周期性摆动。
9.如权利要求8所述的波导激光器，其特征在于，所述驱动装置(4)为电机。
10.如权利要求1所述的波导激光器，其特征在于，所述振镜的周期性摆动频率为100赫兹至90000赫兹。
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