CN201153190Y - 调q激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有高关断功率的调Q激光器，包括谐振腔和位于所述谐振腔中的调Q装置，其特征在于，所述调Q装置包括Q开关和使光束多次通过所述Q开关的光束反射装置，所述光束反射装置设置在所述Q开关的输出光路上，所述谐振腔中的激光经过所述Q开关后，被所述光束反射装置反射，并再次入射到所述Q开关中，由所述谐振腔输出的激光作为所述调Q激光器的输出。本实用新型的调Q激光器，其关断功率大幅度提高，节省成本，节约空间，体积小巧，可靠性高；通过改变Q开关5和直角棱镜6之间的间距，还可以改变光往返通过Q开关过程中的公共开门时间，从而改变激光脉宽。

Description

调Q激光器

技术领域

本实用新型涉及固体激光器技术，特别涉及一种具有高关断功率的调Q激光器。

背景技术

通过调Q技术可以有效地提高激光器输出的峰值功率，大大扩展了激光器的应用领域。“调Q”就是采用一定的技术和装置来控制激光器谐振腔的Q值按一定的程序和规律变化，从而达到提高激光脉冲的峰值功率和获得短脉冲激光输出的目的。由于谐振腔的Q值直接依赖于激光腔的总损耗，所以激光器调Q通常都是通过对谐振腔损耗的调制来实现的。使光学谐振腔的Q值发生快速变化的装置叫做Q开关，目前常用的Q开关可分为两大类；主动式Q开关(包括转镜调Q，电光调Q、声光调Q等)和被动式Q开关(如染料调Q和Cr:YAG调Q)；但在高功率调Q激光器应用中，由于增益比较高，常遇到Q开关关不断的现象，也就是“漏光”。“漏光”的存在，一定程度上消耗了储能，降低了增益，破坏了输出激光的脉冲波型，同时也降低了激光输出的峰值功率，增加了输出激光的脉冲宽度。

现有技术中，为了解决“漏光”，普遍使用增加Q开关数量的方法，以声光调Q为例，通常采用双Q开关来提高关断能力。参见徐德刚，姚建铨《85w高稳定全固态绿光激光器的研究》第31卷第4期，2004年4月，《中国激光》。

采用双Q开关，确实可以在一定程度上有效的提高关断功率，但两个Q开关的引入不仅提高了成本，增加了激光器体积，而且由于两个开关还要时间精确同步，以及增加驱动控制要求，导致系统可靠性降低和调试难度增加。

发明内容

因此，本实用新型的任务是提供一种具有高关断功率的调Q激光器。

本实用新型提供了一种具有高关断功率的调Q激光器，包括谐振腔和位于所述谐振腔中的调Q装置，其特征在于，所述调Q装置包括Q开关和使光束多次通过所述Q开关的光束反射装置，所述光束反射装置设置在所述Q开关的输出光路上，所述谐振腔中的激光经过所述Q开关后，被所述光束反射装置反射，并再次入射到所述Q开关中，由所述谐振腔输出的激光作为所述调Q激光器的输出。

上述技术方案中，所述Q开关为主动式Q开关或被动式Q开关。

进一步地，所述主动式Q开关可以选择声光Q开关、电光Q开关或转镜Q开关。

上述技术方案中，所述光束反射装置优选能够使光束多次平行通过所述Q开关的光束反射装置，例如直角棱镜或反射面彼此垂直的平面反射镜。

进一步地，所述直角棱镜的斜边平面与激光光路垂直。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

调Q激光器的关断功率大幅度提高，节省成本，节约空间，体积小巧，可靠性高；通过改变Q开关5和直角棱镜6之间的间距，可以改变光往返通过Q开关过程中的公共开门时间，改变激光脉宽。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1采用声光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图；

图2一种采用电光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图；

图3另一种采用电光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图；

图4端面泵浦的高关断功率调Q激光器结构示意图；

图5另一种采用声光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图。

具体实施方式

图1是采用声光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图，其中，在光路上顺序设置有激光腔镜1、激光晶体2、Q开关5、直角棱镜6、输出腔镜4和45度全反镜3，所述直角棱镜6的斜边平面与激光光路垂直，所述激光晶体2为Nd:YAG，两端面镀有1064nm增透膜，采用侧面泵浦方式，其输出的激光波长为1064nm，所述Q开关5使用声光Q开关，所述输出腔镜4镀有1064nm的半透膜(20％透过率)，所述直角棱镜6的斜面镀有1064nm激光的增透膜，所述激光晶体2输出的激光经过所述Q开关5后被直角棱镜6全反射回来，再次通过所述Q开关5，然后通过所述输出腔镜4和45度全反镜3输出。

上述的器件设置方式，使得激光晶体2输出的激光束可以两次通过声光Q开关5，这样，只要在谐振腔中使用单个Q开关就可以达到两个Q开关的效果，同时，调节所述直角棱镜6和所述Q开关5的距离就可以改变光往返通过Q开关过程中的公共开门时间，从而改变激光脉宽。但是，对于声光调Q，为了保证Q开关处于最佳位置，必须精调最佳的衍射效率角度，所以需保证两次通过声光Q开关时，开关都处于最佳状态，因此必须使两次通过Q开关5的激光束之间是平行的。

上述的激光器使用直角棱镜6来实现激光束的反射，主要是为了尽可能减小激光器的体积，本领域技术人员应当理解，还可以使用其他的器件来实现光束反射的功能，如两块反射面彼此垂直的平面反射镜等。

图2和图3是两种采用电光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图。电光Q开关5包括设置在光路上的电光普克耳盒8、设置在所述电光普克耳盒8前面光路上的1/4波片和设置在所述电光普克耳盒8后面光路上的偏振装置，其中，图2中的偏振装置为偏振片9，图3中的偏振装置为偏振分光棱镜10，其他的光路和器件设置与实施例1相同，对于电光调Q，如果两次通过Q开关的光不平行，还会带来退偏损耗。

图2和图3只是给出了两种结构的电光Q开关，本领域技术人员应当理解，还可以使用其他类型的电光Q开关、声光Q开关或转镜Q开关。

图4是端面泵浦的高关断功率调Q激光器结构示意图，其中，泵浦光经过光纤11耦合输出，依次经过准直聚焦透镜组12和激光腔镜13后入射到激光晶体14，所述激光晶体14采用Nd:YAG晶体，输出1064nm激光，该激光晶体14的入射端面镀有泵浦光的增透膜和1064nm激光的增透膜，出射端面镀有对1064nm激光的增透膜，所述激光腔镜13镀有泵浦光的增透膜和1064nm振荡激光的全反膜，该端面泵浦的高关断功率调Q激光器的其他结构与实施例1相同。

图5给出了另一种采用声光Q开关的高关断功率调Q激光器结构示意图，该激光器在图1所示激光器的基础上，还包括第二直角棱镜15，所述振荡激光第二次经过所述声光Q开关5后，被所述第二直角棱镜15再次平行反射，第三次经过所述声光Q开关5，然后出射，这种设置，只用一个声光Q开关就达到了现有技术中三个Q开关的作用，大大提高了Q开关的利用率，简化了系统构造，降低了激光器的成本，同时提高了系统可靠性。

最后应说明的是，以上各附图中的实施例仅用以说明本实用新型的提高调Q激光器关断功率的方法及调Q激光器的结构和技术方案，但非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种具有高关断功率的调Q激光器，包括谐振腔和位于所述谐振腔中的调Q装置，其特征在于，所述调Q装置包括Q开关和使光束多次通过所述Q开关的光束反射装置，所述光束反射装置设置在所述Q开关的输出光路上，所述谐振腔中的激光经过所述Q开关后，被所述光束反射装置反射，并再次入射到所述Q开关中，由所述谐振腔输出的激光作为所述调Q激光器的输出。

2.根据权利要求1所述的具有高关断功率的调Q激光器，其特征在于，所述Q开关为主动式Q开关或被动式Q开关。

3.根据权利要求2所述的具有高关断功率的调Q激光器，其特征在于，所述主动式Q开关为声光Q开关、电光Q开关或转镜Q开关。

4.根据权利要求1所述的具有高关断功率的调Q激光器，其特征在于，所述光束反射装置为使光束多次平行通过所述Q开关的光束反射装置。

5.根据权利要求4所述的具有高关断功率的调Q激光器，其特征在于，所述光束反射装置为直角棱镜或反射面彼此垂直的平面反射镜。

6.根据权利要求5所述的具有高关断功率的调Q激光器，其特征在于，所述直角棱镜的斜边平面与激光光路垂直。

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