CN107332103A - 一种双波长交替调q激光器及其激光输出方法 - Google Patents

Abstract

一种双波长交替调Q激光器及其激光输出方法，所述激光器包括泵浦源、调Q元件和顺序布置的前腔镜、激光增益介质、偏振元件和后腔镜，所述泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，所述偏振元件和后腔镜之间依次布置有用于将光按波长分开排列的分光模块、用于控制输出光偏振态的偏振控制元件和用于选择输出光波长的波长选择模块，所述波长选择模块的入射端和出射端分别为入射偏振分光镜和出射偏振分光镜，波长选择模块的第一子腔和第二子腔共用入射偏振分光镜和出射偏振分光镜，且第一子腔和第二子腔均包括波长选择孔。该激光器输出激光脉冲具有激光波长及双波长间距可调谐等特点，可实现双波长完美同轴可控快速交替变化的调Q激光脉冲输出。

Description

一种双波长交替调Q激光器及其激光输出方法

技术领域

本发明提供一种双波长交替调Q激光器及其激光输出方法，属于固体激光领域。

背景技术

激光雷达是以发射激光束并根据目标散射回来的激光信号，探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。激光雷达的发展一直受到了各国军方的高度关注。激光欺骗干扰技术是一种常见的光电干扰方式，通过干扰机主动发射与雷达激光具有相关性的激光辐射信号以迷惑激光雷达的测量系统，以达到破坏激光雷达探测的目的。

激光光电对抗迫切要求激光波长能够像微波跳频对抗那样进行波长编码切换。采用双波长可交替输出的激光器取代单波长激光器用于激光雷达中，通过控制变换激光的输出波长，对输出波长的交替方式进行编码，可以降低干扰机发射激光信号与雷达激光信号的相关性，达到不易被识别、破解或是复制的目的。该类双波长激光器进行波长交替时，需要交替转换速度快，波长交替后的激光输出脉冲能量稳定、峰值功率高，时间抖动小等特性。

通过固体激光器实现双波长交替脉冲输出的方式一般有两种。一是联合半导体泵浦技术与非线性频率变化技术实现双波长的自由切换。这包含了通过光参量振荡技术实现双波长切换。美国对此技术已开展了大量研究，并且已将该技术应用于了部队装备中：其中包含了雷神公司的AN/ASQ-225型ATFLIR吊舱双波长切换激光器，洛克希德·马丁公司的狙击手增程型吊舱双波长切换激光器，诺斯罗普·格鲁门公司的“莱特宁”Ⅱ型吊舱双波长切换激光器以及美陆航双波长切换人眼安全目标照射/测距器(SELRD)。目前，我国多个单位也开展了相关的研究。此外，也有通过倍频技术实现1064nm/532nm的双波长自由切换。采用非线性频率变化的方式虽然可以获得波长切换速度快，脉冲能量及峰值功率高的双波长可切换的激光脉冲输出，但是由于非线性转换效率有限，两个波长的脉冲能量相差较大。并且非线性效应需要通过角度调谐或者温度调谐的方式以满足相位匹配提高转换效率，这增加了激光系统的复杂性、降低了系统整体的稳定性。

另一种方法是利用晶体的多波长特性，采取双腔设计的形式，通过控制每个子腔中的普克尔斯盒的电压开关时间实现双波长交替输出。例如，利用Nd:YVO3晶体的多波长特性，实现了1080nm和1342nm的双波长切换输出。采用该方式，通过对每个子腔的优化设计，可以获得高脉冲能量、高峰值功率的调Q激光脉冲输出，并且两个波长的输出脉冲能量相近。但是采用该设计激光输出不同轴，并对于一定的激光晶体，可输出的两个波长的间隔固定，作为编码激光雷达容易被识别破解。该方法的一种变形是利用棱镜色散分光，分光后两种波长各自的光路上再加上色散棱镜、Q开关晶体以及全反射镜的方案，采用该方案波长变化速度快，但是同样光学布置上难度较大。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种双波长交替调Q激光器。该激光器输出激光脉冲具有激光波长及双波长间距可调谐等特点，可实现双波长完美同轴可控快速交替变化的调Q激光脉冲输出，不容易被识别破解，安全性高。

本发明为实现其第一发明目的所采取的技术方案是：一种双波长交替调Q激光器，包括泵浦源、调Q元件和顺序布置的前腔镜、激光增益介质、偏振元件和后腔镜，所述泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其结构特点是：所述偏振元件和后腔镜之间依次布置有用于将光按波长分开排列的分光模块、用于控制输出光偏振态的偏振控制元件和用于选择输出光波长的波长选择模块，所述波长选择模块的入射端和出射端分别为入射偏振分光镜和出射偏振分光镜，入射偏振分光镜、出射偏振分光镜以及入射偏振分光镜至出射偏振分光镜之间的透射光路构成波长选择模块的第一子腔，入射偏振分光镜、出射偏振分光镜以及入射偏振分光镜至出射偏振分光镜之间的反射光路构成波长选择模块的第二子腔(第一子腔和第二子腔共用入射偏振分光镜和出射偏振分光镜，实现光的同轴输出)，且所述第一子腔和第二子腔均包括波长选择孔。

上述激光器的工作原理和有益效果是：

通过外加的半导体光源(泵浦源)照射到激光增益介质上以产生激光光源，泵浦方式为侧泵或端泵。所产生的激光为宽谱激光，宽谱激光经偏振元件选择性透过后为偏振光。分光模块可将不同波长的光彼此分开排列，偏振光经分光模块后被分光模块按光波长分开排列。偏振控制元件可控制偏振光经过其(偏振控制元件)之后输出光的偏振态。通过调节偏振控制元件，即可选择输出光的偏振态，也即选择入射至入射偏振分光镜的光的偏振态。入射至入射偏振分光镜的光的偏振态决定了光是透射经过入射偏振分光镜由波长选择模块的第一子腔实现激光振荡与输出，还是被入射偏振分光镜反射由波长选择模块的第二子腔实现激光振荡与输出。分光模块已经将光按波长分开排列，每个子腔的输出波长可由其内部的波长选择孔所截取的光波长决定。而且，每个子腔的输出波长还可以通过改变波长选择孔的位置进行独立调谐。

综上所述，本激光器结合偏振元件、分光模块、偏振控制元件和波长选择模块的两个子腔，实现了波长的可选择性输出，同时利用两个子腔内的波长选择孔位置实现了波长可调谐的目的。而且，波长选择模块的第一子腔和第二子腔共用入射偏振分光镜和出射偏振分光镜，也即双波长的输出共用前腔镜和后腔镜，可实现双波长完美同轴输出，在雷达等应用中，激光同轴输出可以简化之后的激光发射装置(不需要额外的器件使得两波长再同轴工作)，降低了光学布置上的难度，增加了激光器光学系统的稳定性。另外，本激光器还可通过对加在调Q元件和偏振控制元件上的电压进行编码，从而实现双波长的快速跳频编码，不容易被识别破解，安全性高。

进一步，本发明激光器所述前腔镜为耦合输出镜，后腔镜为高反镜。

前腔镜采用具有一定透射和反射比例的耦合输出镜，将激光脉冲能量分成部分向外输出和部分向内反射进行再次谐振，结合后腔镜为高反镜，降低能量损耗，有利于激光器持续输出稳定高质量的激光脉冲。

进一步，本发明激光器所述第一子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜至出射偏振分光镜之间透射光路上的用于截取通过光波长的第一波长选择孔；所述第二子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜至出射偏振分光镜之间反射光路上的用于截取通过光波长的第二波长选择孔；所述第二子腔还包括用于改变光线传播方向的第一光束偏折镜和第二光束偏折镜，且所述第一光束偏折镜、第二波长选择孔和第二光束偏折镜顺序布置在入射偏振分光镜至出射偏振分光镜之间的反射光路上。

这样，通过简单的光学设计，即实现了波长的选择和双波长的同轴输出，降低了激光系统的复杂性，提高了系统整体的稳定性。

进一步，本发明激光器所述的分光模块包括通过衍射使光发生色散的光栅和用于减小光谱发散引起的损耗的补偿凸透镜。

宽谱激光经光栅分光后有一发散角，在激光腔中引入透镜对其进行补偿，以减小光谱发散引起的损耗，并降低激光准直难度。

进一步，本发明激光器所述光栅为反射光栅，光栅和补偿凸透镜之间布置有第三光束偏折镜；经过光栅衍射后的光入射至第三光束偏折镜，经第三光束偏折镜反射后透过补偿凸透镜入射至偏振控制元件。

通过第三光束偏折镜改变光的传输方向，可以实现在一定范围内对激光腔集成度的灵活调整。

进一步，本发明所述激光增益介质为具有宽谱特性的增益介质，如Yb:YAG增益介质或Cr:YAG增益介质。

本发明的第二发明目的是提供一种上述双波长交替调Q激光器的激光输出方法，该方法输出激光脉冲具有激光波长及双波长间距可调谐等特点，可实现双波长完美同轴可控快速交替变化的调Q激光脉冲输出，不容易被识别破解，安全性高。

本发明实现其第二发明目的所采取的技术方案是：一种上述双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，当在调Q元件上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，反转粒子数增加；当改变调Q元件上所加电压，使得腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出；其技术特点是：当改变调Q元件上的电压使其工作在高Q值状态时，通过调节偏振控制元件上施加的电压控制腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出；所述第一光路由前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件、波长选择模块的第一子腔和后腔镜组成；所述第二光路由前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件、波长选择模块的第二子腔和后腔镜组成。

与现有技术相比，上述发明方法的有益效果是：

本方法通过在偏振控制元件上施加不同的电压控制腔内激光的偏振态，控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出。第一光路和第二光路共用前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件和后腔镜，可实现双波长完美同轴输出。在雷达等应用中，激光同轴输出可以简化之后的激光发射装置(不需要额外的器件使得两波长再同轴工作)，降低了光学布置上的难度，增加了激光器光学系统的稳定性。同时，利用波长选择模块的两个子腔内的波长选择孔位置实现了波长可调谐的目的。另外，本激光输出方法可通过对加载在调Q元件和偏振控制元件上的电压进行编码，实现双波长的快速跳频编码，不容易被识别破解，安全性高。

进一步，本发明方法所述通过调节偏振控制元件上施加的电压控制输出光的偏振态的方法是：当调节偏振控制元件上的电压为0时，激光通过偏振态不变；当调节偏振控制元件上的电压为半波电压时，激光通过偏振态旋转90°。

这样，通过简单的方法，即实现了腔内激光的偏振态的控制，从而控制了激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，达到双波长选择输出的目的。

进一步，本发明第一发明目的所述的激光器中，调Q元件和偏振控制元件为同一个普克尔斯盒，通过加载在所述普克尔斯盒上的电压，使该普克尔斯盒分别具有调Q元件和偏振控制元件的作用。

这样设计降低了激光腔的复杂度，提高了激光腔的集成度；普克尔斯盒可以同时作为调Q元件和偏振控制元件，通过电光控制的方式实现工作子腔、输出波长的快速选择，即可方便快速地对输出波长进行跳频编码。

本发明的第三发明目的是提供一种基于上述调Q元件和偏振控制元件集成为普克尔斯盒的双波长交替调Q激光器的激光输出方法，该方法输出激光脉冲具有激光波长及双波长间距可调谐等特点，可更方面地实现双波长完美同轴可控快速交替变化的调Q激光脉冲输出，不容易被识别破解，安全性高。

本发明实现其第三发明目的所采取的技术方案是：一种上述双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，其技术特点是：当在普克尔斯盒上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，当在普克尔斯盒上加载0电压或半波电压时，腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出，通过调节普克尔斯盒上加载的电压为0电压或半波电压，控制普克尔斯盒腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出；所述第一光路由前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件、波长选择模块的第一子腔和后腔镜组成；所述第二光路由前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件、波长选择模块的第二子腔和后腔镜组成。

与现有技术，本发明方法的有益效果是：

本方法通过在普克尔斯盒上施加不同的电压即可控制腔内损耗和腔内激光的偏振态，控制是否有调Q激光脉冲输出以及激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出。第一光路和第二光路共用前腔镜、激光增益介质、偏振元件、分光模块、偏振控制元件和后腔镜，可实现双波长完美同轴输出。在雷达等应用中，激光同轴输出可以简化之后的激光发射装置(不需要额外的器件使得两波长再同轴工作)，降低了光学布置上的难度，增加了激光器光学系统的稳定性。同时，利用波长选择模块的两个子腔内的波长选择孔位置实现了波长可调谐的目的。另外，本激光输出方法可通过对加载在普克尔斯盒上的电压进行编码，实现双波长的快速跳频编码，不容易被识别破解，安全性高。

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例一激光器的整体结构示意图。

图2为本发明实施例一中普克尔斯盒的工作电压加载方式与输出波长的关系示意图。

图3为本发明实施例二激光器的整体结构示意图。

图4为本发明实施例二中普克尔斯盒的工作电压加载方式与输出波长的关系示意图。

具体实施方式

实施例一

图1示出，本发明的一种具体实施方式是：一种双波长交替调Q激光器，包括泵浦源、调Q元件61和顺序布置的前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4和后腔镜2，所述泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其结构特点是：所述偏振元件4和后腔镜2之间依次布置有用于将光按波长分开排列的分光模块5、用于控制输出光偏振态的偏振控制元件62和用于选择输出光波长的波长选择模块7，所述波长选择模块7的入射端和出射端分别为入射偏振分光镜71和出射偏振分光镜72，入射偏振分光镜71、出射偏振分光镜72以及入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的透射光路构成波长选择模块7的第一子腔，入射偏振分光镜71、出射偏振分光镜72以及入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的反射光路构成波长选择模块7的第二子腔，且所述第一子腔和第二子腔均包括波长选择孔。

本例中所述前腔镜1为耦合输出镜，后腔镜2为高反镜。

本例中所述第一子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间透射光路上的用于截取通过光波长的第一波长选择孔73；所述第二子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间反射光路上的用于截取通过光波长的第二波长选择孔74；所述第二子腔还包括用于改变光线传播方向的第一光束偏折镜75和第二光束偏折镜76，且所述第一光束偏折镜75、第二波长选择孔74和第二光束偏折镜76顺序布置在入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的反射光路上。

本例中所述调Q元件61和偏振控制元件62集成为普克尔斯盒。此时，普克尔斯盒同时作为调Q元件和偏振控制元件，通过电光控制的方式实现工作子腔、输出波长的快速选择，方便快速地对输出波长进行跳频编码。

本例中所述的分光模块5包括通过衍射使光发生色散的反射光栅51和用于减小光谱发散引起的损耗的补偿凸透镜52，且光栅51和补偿凸透镜52之间布置有第三光束偏折镜53；经过光栅51衍射后的光入射至第三光束偏折镜53，经第三光束偏折镜53反射后透过补偿凸透镜52入射至偏振控制元件62。

本例中所述激光增益介质3为具有宽谱特性的增益介质，如Yb:YAG增益介质或Cr:YAG增益介质。

本例中所述偏振元件4为薄膜偏振片，该薄膜偏振片对p偏振光高透、s偏振光高反。

本例中，在所述前腔镜1和激光增益介质3之间的光路上还包括第四光束偏折镜8，通过第四光束偏折镜8改变光的传播方向。

一种上述双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质3吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，其技术特点是：当在普克尔斯盒上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，当在普克尔斯盒上加载0电压或半波电压时，腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出，通过调节普克尔斯盒上加载的电压为0电压或半波电压，控制普克尔斯盒腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出(下面结合图2进行具体说明)；所述第一光路由前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4、分光模块5、偏振控制元件62、波长选择模块7的第一子腔和后腔镜2组成；所述第二光路由前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4、分光模块5、偏振控制元件62、波长选择模块7的第二子腔和后腔镜2组成。

图2为本例中普克尔斯盒的工作电压加载方式与输出波长的关系示意图。如图2所示，图中用“PC”表示普克尔斯盒上加载的工作电压，用“Output”表示输出波长。普克尔斯盒上加载的工作电压由三部分组成，一个是一直加载的λ/4电压V1，一个是与之同相的λ/4电压V2，一个是与之反相的λ/4电压V3。当普克尔斯盒上只加载V1时，p偏振光通过普克尔斯盒由高反镜反射再次通过普克尔斯盒后偏振方向旋转90°成s光，腔内损耗大，没有激光输出，在泵浦光的抽运下，反转粒子数积聚增大。当普克尔斯盒上同时加载V1和V2时，p偏振光通过普克尔斯盒偏振方向旋转90°成s光，进入第二子腔，再由高反镜反射后经由第二子腔返回，第二次通过普克尔斯盒偏振方向旋转90°成p光，腔内损耗小，输出波长为λ1的激光。当普克尔斯盒上同时加载V1和V3时，p偏振光通过普克尔斯盒偏振方向不变为s光，进入第一子腔，再由高反镜反射后经由第一子腔返回，第二次通过普克尔斯盒偏振方向依然成p光，腔内损耗小，输出波长为λ2的激光。也就是说，我们通过对加在普克尔斯盒上的电压进行编码，可实现双波长的跳频编码。

实施例二

图3示出，本发明的另一种具体实施方式是：一种双波长交替调Q激光器，包括泵浦源、调Q元件61和顺序布置的前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4和后腔镜2，所述泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其结构特点是：所述偏振元件4和后腔镜2之间依次布置有用于将光按波长分开排列的分光模块5、用于控制输出光偏振态的偏振控制元件62和用于选择输出光波长的波长选择模块7，所述波长选择模块7的入射端和出射端分别为入射偏振分光镜71和出射偏振分光镜72，入射偏振分光镜71、出射偏振分光镜72以及入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的透射光路构成波长选择模块7的第一子腔，入射偏振分光镜71、出射偏振分光镜72以及入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的反射光路构成波长选择模块7的第二子腔，且所述第一子腔和第二子腔均包括波长选择孔。

本例中所述前腔镜1为耦合输出镜，后腔镜2为高反镜。

本例中所述第一子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间透射光路上的用于截取通过光波长的第一波长选择孔73；所述第二子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间反射光路上的用于截取通过光波长的第二波长选择孔74；所述第二子腔还包括用于改变光线传播方向的第一光束偏折镜75和第二光束偏折镜76，且所述第一光束偏折镜75、第二波长选择孔74和第二光束偏折镜76顺序布置在入射偏振分光镜71至出射偏振分光镜72之间的反射光路上。

本例中，在前腔镜1和激光增益介质3之间的光路上还包括第一普克尔斯盒和第四光束偏折镜8。第四光束偏折镜8改变光的传播方向，第一普克尔斯盒相当于调Q元件61，第二普克尔斯盒相当于偏振控制元件62，通过控制加在两个普克尔斯盒上的电压联合控制激光腔的输出波长，实现双波长可控快速交替输出。

本例中所述的分光模块5包括通过衍射使光发生色散的反射光栅51和用于减小光谱发散引起的损耗的补偿凸透镜52，且光栅51和补偿凸透镜52之间布置有第三光束偏折镜53；经过光栅51衍射后的光入射至第三光束偏折镜53，经第三光束偏折镜53反射后透过补偿凸透镜52入射至偏振控制元件62。

本例中所述激光增益介质3为具有宽谱特性的增益介质，如Yb:YAG增益介质或Cr:YAG增益介质，所述偏振元件4为薄膜偏振片，该薄膜偏振片对p偏振光高透、s偏振光高反。

一种上述双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质3吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，当在调Q元件61上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，反转粒子数增加；当改变调Q元件上所加电压，使得腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出；其技术特点是：当改变调Q元件61上的电压使其工作在高Q值状态时，通过调节偏振控制元件62上施加的电压控制腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出；所述第一光路由前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4、分光模块5、偏振控制元件62、波长选择模块7的第一子腔和后腔镜2组成；所述第二光路由前腔镜1、激光增益介质3、偏振元件4、分光模块5、偏振控制元件62、波长选择模块7的第二子腔和后腔镜2组成。所述通过调节偏振控制元件62上施加的电压控制输出光的偏振态的方法是：当调节偏振控制元件62上的电压为0时，激光通过偏振态不变；当调节偏振控制元件62上的电压为半波电压时，激光通过偏振态旋转90°。

图4为本例中普克尔斯盒的工作电压加载方式与输出波长的关系示意图。如图4所示，图中用“PC1”表示第一普克尔斯盒上加载的工作电压，用“PC2”表示第二普克尔斯盒上加载的工作电压，用“Output”表示输出波长。第一普克尔斯盒为调Q元件，在第一普克尔斯盒上加载四分之一波电压，采用退压工作方式获得调Q激光脉冲输出，即第一普克尔斯盒上加载电压时腔内损耗大，无激光输出，反转粒子数增加；当第一普克尔斯盒上退去电压时，腔内损耗减小，获得调Q激光脉冲输出。第二普克尔斯盒等效于一个由电控制的半波片，当第二普克尔斯盒上不加电压时激光通过电光晶体偏振态不变，此时第一子腔工作，输出波长λ1；当第二普克尔斯盒上加电压时激光通过电光晶体偏振态旋转90°，此时第二子腔工作，输出波长λ2。如上所述，我们通过控制加在第一普克尔斯盒和第二普克尔斯盒上的电压控制激光腔的输出波长，实现双波长可控快速交替输出的目的。

Claims (10)

1.一种双波长交替调Q激光器，包括泵浦源、调Q元件(61)和顺序布置的前腔镜(1)、激光增益介质(3)、偏振元件(4)和后腔镜(2)，所述泵浦源采用侧面或端面泵浦方式，其特征在于：所述偏振元件(4)和后腔镜(2)之间依次布置有用于将光按波长分开排列的分光模块(5)、用于控制输出光偏振态的偏振控制元件(62)和用于选择输出光波长的波长选择模块(7)，所述波长选择模块(7)的入射端和出射端分别为入射偏振分光镜(71)和出射偏振分光镜(72)，入射偏振分光镜(71)、出射偏振分光镜(72)以及入射偏振分光镜(71)至出射偏振分光镜(72)之间的透射光路构成波长选择模块(7)的第一子腔，入射偏振分光镜(71)、出射偏振分光镜(72)以及入射偏振分光镜(71)至出射偏振分光镜(72)之间的反射光路构成波长选择模块(7)的第二子腔，且所述第一子腔和第二子腔均包括波长选择孔。

2.根据权利要求1所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述前腔镜(1)为耦合输出镜，后腔镜(2)为高反镜。

3.根据权利要求1所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述第一子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜(71)至出射偏振分光镜(72)之间透射光路上的用于截取光谱的第一波长选择孔(73)；所述第二子腔的波长选择孔为位于入射偏振分光镜(71)至出射偏振分光镜(72)之间反射光路上的用于截取光谱的第二波长选择孔(74)；所述第二子腔还包括用于改变光线传播方向的第一光束偏折镜(75)和第二光束偏折镜(76)，且所述第一光束偏折镜(75)、第二波长选择孔(74)和第二光束偏折镜(76)顺序布置在入射偏振分光镜(71)至出射偏振分光镜(72)之间的反射光路上。

4.根据权利要求1所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述的分光模块(5)包括通过衍射使光发生色散的光栅(51)和用于减小光谱发散引起的损耗的补偿凸透镜(52)。

5.根据权利要求4所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述光栅(51)为反射光栅，光栅(51)和补偿凸透镜(52)之间布置有第三光束偏折镜(53)；经过光栅(51)衍射后的光入射至第三光束偏折镜(53)，经第三光束偏折镜(53)反射后透过补偿凸透镜(52)入射至偏振控制元件(62)。

6.根据权利要求1所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述激光增益介质(3)为具有宽谱特性的增益介质。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的双波长交替调Q激光器，其特征在于：所述调Q元件(61)和偏振控制元件(62)为同一个普克尔斯盒，通过控制加载在所述普克尔斯盒上的电压，使其分别具有调Q元件(61)和偏振控制元件(62)的作用。

8.一种权利要求1-6中任一项所述的双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质(3)吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，当在调Q元件(61)上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，反转粒子数增加；当改变调Q元件上所加电压，使得腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出，其特征在于：当改变调Q元件(61)上的电压使其工作在高Q值状态时，通过调节偏振控制元件(62)上施加的电压控制腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出；所述第一光路由前腔镜(1)、激光增益介质(3)、偏振元件(4)、分光模块(5)、偏振控制元件(62)、波长选择模块(7)的第一子腔和后腔镜(2)组成；所述第二光路由前腔镜(1)、激光增益介质(3)、偏振元件(4)、分光模块(5)、偏振控制元件(62)、波长选择模块(7)的第二子腔和后腔镜(2)组成。

9.根据权利要求8所述的双波长交替调Q激光器的激光输出方法，其特征在于：所述通过调节偏振控制元件(62)上施加的电压控制输出光的偏振态的方法是：当调节偏振控制元件(62)上的电压为0时，激光通过偏振态不变；当调节偏振控制元件(62)上的电压为半波电压时，激光通过偏振态旋转90°。

10.一种权利要求7所述的双波长交替调Q激光器的激光输出方法，包括激光增益介质(3)吸收泵浦源输出的能量后形成反转粒子数，其特征在于：当在普克尔斯盒上加载四分之一波电压时，腔内损耗高、Q值小，无激光输出，当在普克尔斯盒上加载0电压或半波电压时，腔内损耗低、Q值高，获得调Q激光脉冲输出，通过调节普克尔斯盒上加载的电压为0电压或半波电压，控制普克尔斯盒腔内激光的偏振态，从而控制激光在第一光路中或者第二光路中振荡并输出，实现激光双波长可控输出；所述第一光路由前腔镜(1)、激光增益介质(3)、偏振元件(4)、分光模块(5)、偏振控制元件(62)、波长选择模块(7)的第一子腔和后腔镜(2)组成；所述第二光路由前腔镜(1)、激光增益介质(3)、偏振元件(4)、分光模块(5)、偏振控制元件(62)、波长选择模块(7)的第二子腔和后腔镜(2)组成。