CN201230129Y - 一种光学结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光领域的一种光学结构，尤其涉及一种应用于激光领域的机械调Q器件和光学调制器件。本实用新型的一种光学结构，包括光学盘片、驱动电机、驱动电路、保护盒、光学窗口；所述的光学盘片由驱动电路控制驱动电机来驱动，所述的光学盘片设置于所述的保护盒内，所述的保护盒两侧设置有光学窗口。所述的光学盘片为透光区域和非透光区域交替分布。所述的驱动电机和驱动电路采用计算机硬盘的驱动控制技术。将所述的光学结构设置于激光谐振腔内，制作调Q激光器。或者将所述的光学结构设置于光路上，制作光学调制器。采用上述技术方案能够实现一种成本低且性能可靠的，能用于工业应用的新型机械Q开关或者光学调制器。

Description

一种光学结构

技术领域

本实用新型涉及激光领域的一种光学结构，尤其涉及一种应用于激光领域的机械调Q器件和光学调制器件。

背景技术

Q开关设计基于光学元件的旋转，振动或平移，这些技术的共同之处是在泵浦期间抑制激光的产生，其方法是截断光路或使腔镜不对准，或降低谐振腔一个反射镜反射率，闪光灯脉冲行将结束时，如果激光棒中已在储存有最大的能量就将建立起高Q值条件，使激光器发射出一个脉冲。

第一台机械式光开关是由开有一个通光孔的旋转叠片构成的这种方法不久被放弃，取而代之是开关次数多得转镜或旋转棱镜。转镜机械Q开关比较简单，成本不高，它们偏振不灵敏，因而对双折射效应也不灵敏，所以在一定条件下，机械Q开关激光器输出的能量大于电光Q开光激光器的输出能量。但机械式Q开关受制于发射多脉趋向影响，噪声也大，其轴承的寿命较短，所以需要经常维修，旋转棱镜机械Q开关这些不足，所以在连续泵浦的Nd:YAG激光器中已被声光Q开关取代。

另一方面，由于计算机发展，硬盘技术带来速旋转圆盘技术十分成熟，其器件亦价格较低。

把成熟的硬盘驱动控制技术应用于激光Q开关设计领域，设计出成本低且性能可靠的机械Q开关用于取代某些声光Q开关或电光Q开关成为一种新的设计思路。且在一些领域的应用，机械Q开关有声光Q开关或电光Q开关不可替代的特性，如更高的重复性。

发明内容

本实用新型就是基于这样的创新思路，结合当今相当成熟的硬盘驱动控制技术，设计出一种满足条件的可靠的Q开关。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型的一种光学结构，包括光学盘片、驱动电机、驱动电路、保护盒、光学窗口。所述的光学盘片由驱动电路控制驱动电机来驱动，所述的光学盘片设置于所述的保护盒内，所述的保护盒两侧设置有光学窗口。

更进一步的，所述的光学盘片为透光区域和非透光区域交替分布。

更进一步的，所述的每一透光区域等面积和每一非透光区域等面积。

更进一步的，所述的透光区域和非透光区域由镀膜与光刻制作。

更进一步的，所述的驱动电机和驱动电路采用计算机硬盘的驱动控制技术。

更进一步的，将所述的光学结构设置于激光谐振腔内，制作调Q激光器。

更进一步的，在所述的光学结构的两光学窗口两侧均设置光学透镜组。调整激光束直径，使激光光束通过旋转光学盘片处在光点直径达到设计所需。

或者，将所述的光学结构设置于光路上，制作光学调制器。

采用上述技术方案能够实现一种成本低且性能可靠的，能用于工业应用的新型机械Q开关或者光学调制器。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2光学盘片的示意图；

图3本实用新型应用于调Q激光器的示意图。

具体实施方式

现结合附图说明对实用新型进一步说明。

如图1，本实用新型的一种光学结构，包括光学盘片(105)、驱动电机(104)、驱动电路、保护盒(106)、光学窗口(107、108)；所述的光学盘片(105)由驱动电路控制驱动电机(104)来驱动，所述的光学盘片(105)设置于所述的保护盒(106)内，所述的保护盒(106)两侧设置有光学窗口(107、108)。

更进一步的，如图2所示，所述的光学盘片(105)为透光区域和非透光区域交替分布。光学盘片(105)由一系列透光区域A1，A2......，与非透光区域B1，B2......构成，最佳实施例中，选用所述的每一透光区域A1，A2......相等区域面积和每一非透光区域B1，B2......相等区域面积。透光与非透光区域可以由镀膜与光刻制作。当光学盘片(105)旋转时，在An透光区域通过激光腔时产生激光振荡，在Bn非透光区域不通过激光腔则激光振荡中止，泵浦光使激光增益介质粘子数反转数在增加，而到An透光区域则激光腔通光，则形成调Q脉冲。若光学盘片(105)旋转速度为7200转/分，即每钞120转，设光学盘片(105)透光处直径为10CM，An处通光每一段圆弧为100μm，激光斑直径为80μm，测20μm范围激光没有损耗，则开关时间为 ${\left(\frac{3.14\×100\×{10}^3\×120}{20}\right)}^{-1}\≈50\mathrm{ns},$ 这与普通Q开关时间在同一个范围。

选择An区与Bn区比例，则可按需要设计激光输出频率。

更进一步的，所述的驱动电机和驱动电路采用计算机硬盘的驱动控制技术。当今计算机硬盘驱动控制技术已经相对成熟，可以模块化实现较低的加工成本。且现在硬盘技术，其转速能够达到5400转/分，7200转/分，10000转/分等不同档次，甚至达到服务器硬盘的15000转/分的高速驱动控制技术。随着计算机硬盘技术的发展，更高速盘片的驱动控制也是可能的。这完全能够满足本光学元件的设计的要求。由于计算机硬盘的驱动控制技术是成熟的技术，不作为本实用新型的论述重点，于此不再赘述。

如图1所示的，101、103为激光腔镜，102为激光增益介质，将所述的光学结构设置于激光谐振腔内，本光学结构用于充当Q开关，制作调Q激光器。

更进一步的，如图3所示，在所述的光学结构的两光学窗口两侧均设置光学透镜组。调整激光束直径，使激光光束通过旋转光学盘片处在光点直径达到设计所需。例如增加一对会聚透镜组使激光通过光学盘片光斑直径更小，可以用以提高激光输出频率。

或者，将所述的光学结构设置于光路上，制作光学调制器。比如对激光束进行高频机械式调制。设圆盘旋转速度为7800转/分，An区，Bn区间隔为10μm，则调制频率可达2MHz。

Claims (8)

1、一种光学结构，其特征在于：其包括光学盘片、驱动电机、驱动电路、保护盒、光学窗口；所述的光学盘片由驱动电路控制驱动电机来驱动，所述的光学盘片设置于所述的保护盒内，所述的保护盒两侧设置有光学窗口。

2、如权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的光学盘片为透光区域和非透光区域交替分布。

3、如权利要求2所述的光学结构，其特征在于：所述的每一透光区域等面积和每一非透光区域等面积。

4、如权利要求2所述的光学结构，其特征在于：所述的透光区域和非透光区域由镀膜与光刻制作。

5、如权利要求1所述的光学机构，其特征在于：所述的驱动电机和驱动电路采用计算机硬盘的驱动控制技术。

6、如1-5任一权利要求所述的光学结构，其特征在于：所述的光学结构设置于激光谐振腔内。

7、如权利要求6所述的光学结构，其特征在于：在所述的光学结构的两光学窗口两侧均设置光学透镜组。

8、如1-5任一权利要求所述的光学结构，其特征在于：所述的光学结构设置于光路上。

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