CN201726032U - 一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调q激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，属于固体激光技术领域。它由泵浦源、泵浦耦合系统、谐振腔组成。其中谐振腔又由激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关、输出镜四部分组成。激光增益介质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，使谐振腔内不必放置偏振片即可实现起偏、检偏的效果。激光增益介质和电光调Q开关通过熔石英玻璃键合在一起，谐振腔中其余各种光学元件通过光胶结成一整体。本实用新型通过简化电光调Q激光器谐振腔的结构，减小了腔内插入损耗、缩短腔长，实现了0.5-2ns的窄脉宽，且重复频率在kHz以上，结构简单紧凑，产品体积小，易于模块化，大规模生产，并且成本低，输出脉冲的稳定性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体激光技术领域，具体为一种可以实现高重频亚纳秒脉宽电光调Q激光器的结构。
背景技术
高重复频率、窄脉冲宽度的激光，尤其是脉冲宽度在1ns或者小于1ns左右的激光在激光三维扫描、激光雷达和测距、激光微加工、生物化学、污染监测等方面有着广泛的应用，以激光微加工为例，大多数材料中光能在晶格中热量转移的时间大概在10-1000ps左右，亚纳秒脉冲激光作用在材料上的时间很短，可减小加工中的热影响区，极大的提高加工质量。所以窄脉宽有着重要的应用价值。
目前主要是通过调Q技术来产生窄脉冲激光的，调Q技术中的电光调Q由于开关时间短，大约10-9s，典型的输出脉宽在3-20ns，由于电光开关驱动源性能的提高，很容易实现KHz以上，因此电光调Q是目前应用比较广泛的调Q技术，但是目前很难实现稳定可靠的亚纳秒脉宽的输出。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、稳定可靠、易于批量生产并可以实现亚纳秒脉宽输出的电光调Q激光器的结构。
为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：包括沿光的传播方向依次设置的泵浦源、泵浦耦合系统、激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜。其中所述激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成激光器谐振腔。所述激光增益介质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介质和电光调Q开关之间通过熔石英玻璃键合在一起，电光调Q开关和输出镜通过光胶结合在一起。
所述激光增益介质为Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Nd:YAG。
所述电光调Q开关为RTP、BBO、LN或DKDP。
所述输出镜为以光学薄膜的形式镀在电光调Q开关的出光面上。
所述激光器谐振腔内在电光调Q开关和输出镜之间还设有倍频晶体，倍频晶体为光学原件KTP或LBO。
与现有电光调Q窄脉宽激光器谐振腔的结构相比，本实用新型有以下两个优点：1)谐振腔的结构简单，腔内只有激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成，增益介质切割成布儒斯特角，谐振腔内无须放偏振片，通过减少腔内元件数量，降低腔内损耗，有效缩短谐振腔长度，可以实现亚纳秒脉冲输出；2)谐振腔内各光学元件通过光胶结合成一整体，谐振腔的结构紧凑稳定、体积小、成本低，利于模块化、大规模生产。
附图说明
图1是传统电光调Q激光器谐振腔结构示意图
图2是本实用新型电光调Q激光器谐振腔结构图
图3是本实用新型中布儒斯特角切割的增益介质
具体实施方式
下面结合附图1～图3对本实用新型作进一步说明：
本实施例包括沿光的传播方向依次设置泵浦源1、泵浦耦合系统2、激光增益介质3、熔石英玻璃4、电光调Q开关5和输出耦合镜6。其中激光增益介质3、熔石英玻璃4、电光调Q开关5和输出镜6四部分构成激光器的谐振腔。增益介质4面向熔石英玻璃的端面S2切割成布儒斯特角，从而谐振腔内不必放置偏振片即可实现起偏、检偏的效果。增益介质布儒斯特角那面S2和电光调Q开关之间通过熔石英玻璃4键合在一起，电光调Q开关5和输出镜6通过光胶结合在一起，激光增益介质靠近泵浦源一侧的端面S1镀有振荡光全反膜和泵浦光增透膜，起图1中后腔镜S1的作用，输出镜6靠外侧的面S3镀一定透过率的膜。
上述的泵浦源可以是单管、BAR条、堆或光纤耦合输出的半导体激光器。
上述的增益介质采用的材料为Nd:YVO4、Nd:GdVO4、Nd:YLF或Nd:YAG。
上述的电光调Q开关的材料可以为RTP、BBO、LN、DKDP等电光晶体。
上述的输出镜可以以光学薄膜的形式镀在电光晶体的出光面上。
上述的谐振腔内还可以设有其它光学元件如KTP、LBO等倍频晶体，放置在电光晶体和输出镜之间。
上述结构的原理是：增益介质1吸收泵浦光后经过布儒斯特面后输出为p方向的线偏振光，此时，给电光开关加上1/4λ电压，p方向的线偏振光经过电光晶体，位相差延迟1/2π，变成圆偏振光，圆偏振光经过输出镜反射回来再次通过电光晶体，又变成线偏振光，此时的线偏振光的偏振方向相对于初始时旋转了90°，变成s方向的偏振光，入射到增益介质的布儒斯特面会被反射出来，实现“关门”，当给电光开关撤下加上1/4λ电压时，p光通过电光晶体后偏振方向不会发生改变，可以在腔内振荡和输出，实现开门。
本实用新型通过简化电光调Q激光器谐振腔的结构，减小了腔内插入损耗、缩短腔长，可以实现0.5-2ns的窄脉宽，且重复频率在kHz以上，结构简单紧凑，制成的产品体积小，易于模块化，大规模生产，并且成本低，输出脉冲的稳定性高等特点。
Claims (6)
1.一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，包括沿光的传播方向依次设置的泵浦源、泵浦耦合系统、激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关、输出镜，其中所述激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成激光器谐振腔，其特征在于：所述激光增益介质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介质和电光调Q开关之间通过熔石英玻璃键合在一起，电光调Q开关和输出镜通过光胶结合在一起。
2.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于：所述激光增益介质为Nd:YVO4、Nd:GdVO4、Nd:YLF或Nd:YAG。
3.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于：所述的电光调Q开关为RTP、BBO、LN或DKDP。
4.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于：所述输出镜为以光学薄膜的形式镀在电光调Q开关的出光面上。
5.根据权利要求1所述的窄脉宽电光调Q激光激光器的结构，其特征在于：所述激光器谐振腔内在电光调Q开关和输出镜之间还设有倍频晶体。
6.根据权利要求5所述的窄脉宽电光调Q激光激光器的结构，其特征在于：所述倍频晶体为光学元件KTP或LBO。
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|---|---|---|---|---|
| CN105006737A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-28 | 山东科技大学 | 基于磷酸钛氧铷晶体的电光、倍频功能复合的绿光激光器及其工作方法 |
| CN110364924A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-10-22 | 福建科彤光电技术有限公司 | 一种电光调q激光器 |
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