CN201490565U - 一种电光q开关的结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及激光领域，尤其涉及一种电光调Q开关的改进结构。本实用新型在激光腔中调Q晶体的两侧分别放置一棱镜对，对进入调Q晶体的激光束进行整型。即采用扩束方式降低进入调Q晶体的激光功率密度，以便可使用损伤阈值较低的调Q晶体；或采用压缩方式缩小进入调Q晶体的光束半径，以降低调Q晶体所需半波电压。本实用新型的电光Q开关结构可使用多数的调Q晶体，获得短脉冲激光输出。克服了已有电光晶体的不足，使其成为适用于高功率密度的调Q开关，且结构简单可靠。

Description

一种电光Q开关的结构
技术领域
本实用新型涉及激光领域，尤其涉及一种电光调Q开关的改进结构。
背景技术
电光调Q开关作为一种重要的调Q方式已广泛应用于激光器中，并获得短脉冲激光输出。常用的电光调Q晶体有：KD*P、LN、BBO及KTP等。LN的主要缺点是它不适合于高功率密度应用，其峰值功率极限为10-50MW/cm2；KD*P晶体作为Q开关能够在70℃温度下工作，但连续施加电场时，其工作温度不能超过55℃，否则晶体表面将产生雾化效应。BBO作为电光晶体具有损伤阈值高，消光比大的特点，但有效电光系数低，半波电压高，只适用于10KHZ以下频率工作。
实用新型内容
因此，针对高功率密度的应用场合，本实用新型提出一种改进型结构，克服了已有电光晶体的不足，使其成为适用于高功率密度的调Q开关。
本实用新型的技术方案是：
方式一：在电光调Q晶体的一通光端面设置光学扩束元件或者光学缩束元件。
方式二：在电光调Q晶体的两通光端面对称设置光学扩束元件或者光学缩束元件。
方式三：在电光调Q晶体的一通光端面设置光学扩束元件，另一通光端面设置光学缩束元件。
所述的电光Q开关设置于2个平凹腔镜的构成的谐振腔中。或者，所述的电光Q开关设置于1个平凹腔镜和1个平腔镜的构成的谐振腔中。
所述的光学扩束元件或者光学缩束元件是由两个棱镜排列构成的光学组件。
所述的电光调Q晶体是KD*P晶体，或者LiNbO3晶体，或者BBO晶体，或者KTP晶体，所述的晶体两端附加有控制电极。
本实用新型采用如上技术方案，克服了已有电光晶体的不足，使其成为适用于高功率密度的调Q开关，且结构简单可靠。
附图说明
图1(a)是本实用新型的Q开关的实施例示意图；
图1(b)是图1(a)的电光晶体101沿A-A线剖视图；
图2(a)是本实用新型的Q开关的另一实施例示意图；
图2(b)是图2(a)的电光晶体101沿A-A线剖视图；
图3(a)是本实用新型的Q开关设置于2个平凹腔镜的构成的谐振腔示意图；
图3(b)是本实用新型的Q开关1个平凹腔镜和1个平腔镜的构成的谐振腔示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实用新型在激光腔中调Q晶体的两侧分别放置一棱镜对，对进入调Q晶体的激光束进行整型。即采用扩束方式降低进入调Q晶体的激光功率密度，以便可使用损伤阈值较低的调Q晶体；或采用压缩方式缩小进入调Q晶体的光束半径，以降低调Q晶体所需半波电压。本实用新型的电光Q开关结构可使用多数的调Q晶体，获得短脉冲激光输出。
本实用新型的结构如图1(a)、图2(a)所示，采用棱镜对在一个方向上扩大光束半径，以增大进入调Q晶体的激光面积，同时维持所加电场方向、大小不变，即保持晶体的半波电压不变，只增大进入晶体激光的通光面积，以降低进入晶体激光功率密度。
参阅图1(a)和图1(b)所示的结构中，101为电光调Q晶体，103A、103B为加在电光调Q晶体101两侧的电极；102A、102B为棱镜对组件，分别放置在电光调Q晶体101的两个通光端面。棱镜对组件102A将一个方向宽度为b的入射光束，宽度扩大到a，并保持另一个方向光斑大小不变，则通过电光调Q晶体101的激光面积扩大a/b倍。如b＝1mm，a＝10mm，则光斑面积近似扩大10倍，其功率密度将降低10倍。再通过棱镜对组件102B进行缩束以恢复其光斑大小。
如采用LiNbO3晶体，其最高承受功率密度为50MW/cm2，若激光腔中光束直径为1mm，腔内功率密度为300MW，若采用棱镜对将一个方向光束直径扩大10倍，其功率密度将降低到30MW，而使LiNO3晶体处于安全使用范围。这样可以扩大LiNO3电光调Q晶体功率使用范围，且不必增加半波电压。
参阅图2(a)和图2(b)所示的结构中，201为电光调Q晶体，203A、203B为加在晶体两侧的电极；棱镜对组件202A、202B为放置在电光调Q晶体201两个通光面的棱镜对。采用棱镜对组件202A压缩通过电光调Q晶体201的激光光束宽度，降低横向光束尺寸，从而降低电光调Q晶体201，如BBO晶体的半波电压。这个结构既可用于低电光系数晶体，只需采用较低半波电压即可工作；也可用于普通电光晶体，可大幅降低其所需半波电压，实现高频调Q。
所述的光学扩束元件或者所述的光学缩束元件是由两个棱镜排列构成的棱镜对组件，不同的棱镜放置方式可以实现对光束的扩宽或者压缩。关于该棱镜对组件以于其他专利申请文件中公开，于此不再赘述。
本实用新型可采用两个压缩或扩束棱镜对，亦可只使用一个扩束棱镜对与调Q晶体及平面腔、反射腔构成调Q腔，如图3(a)，(b)所示。其中301A、301B为电光晶体与压缩或扩束棱镜对的组合件，302为激光增益介质，303A为平凹腔镜，303B为平腔镜，304为平凹后腔镜。由于棱镜对所占空间很小，本专利可采用夹具将棱镜对与调Q晶体制作成一个整体，以方便使用及调试。
本实用新型亦可采用一个方向压缩另一个方向扩束方式实现低破坏阈值调Q器件运行。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电光Q开关的结构，其特征在于：在电光调Q晶体的一通光端面设置光学扩束元件或者光学缩束元件。
2.一种电光Q开关的结构，其特征在于：在电光调Q晶体的两通光端面对称设置光学扩束元件或者光学缩束元件。
3.一种电光Q开关的结构，其特征在于：在电光调Q晶体的一通光端面设置光学扩束元件，另一通光端面设置光学缩束元件。
4.根据权利要求1或2或3所述的电光Q开关的结构，其特征在于：所述的电光Q开关设置于2个平凹腔镜的构成的谐振腔中。
5.根据权利要求1或2或3所述的电光Q开关的结构，其特征在于：所述的电光Q开关设置于1个平凹腔镜和1个平腔镜的构成的谐振腔中。
6.根据权利要求1或2或3所述的电光Q开关的结构，其特征在于：所述的光学扩束元件或者所述的光学缩束元件是由两个棱镜排列构成的光学组件。
7.根据权利要求1或2或3所述的电光Q开关的结构，其特征在于：所述的电光调Q晶体是KD*P晶体，或者LiNbO3晶体，或者BBO晶体，或者KTP晶体，所述的晶体两端附加有控制电极。
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