CN204858260U - 一种被动调q激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脉冲重复频率稳定可调的被动调Q激光器，包括泵浦激光器、波长锁定光栅、激光介质、可饱和吸收体和光学谐振腔，其包括：置于泵浦激光器和激光介质之间的波长锁定光栅，锁定泵浦激光器输出激光束的波长；光电测控器，检测所述光学谐振腔输出的激光脉冲，并根据所述激光脉冲中止所述泵浦激光器输出泵浦激光束。本实用新型的目的在于提供一种启动快速、工作均稳定的一种被动调Q激光器。

Description

一种被动调Q激光器

技术领域

本实用新型涉及一种利用受激发射的器件，更具体地说，它涉及一种启动快速，频率稳定被动调Q激光器。

背景技术

激光调Q技术是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中，从而使激光光源的峰值功率提高几个数量级的一种技术。激光调Q技术的基础是一种特殊的光学元件即快速腔内光开关，一般称为激光调Q开关或简称为Q开关。激光调Q技术的目的是：压缩脉冲宽度，提高峰值功率。

现有技术中，激光调Q技术有主动调Q和被动调Q；被动调Q一般有可吸收染料调Q，Cr4：YAG可饱和吸收调Q等。

其中，Cr4：YAG晶体具有突变的吸收饱和特点，当波长处于其吸收峰附近入射光信号较弱时，Cr4：YAG晶体对入射光呈现出非常明显的吸收趋势(相当于处于“关闭”状态)；当入射光信号增强到一定程度时，Cr4：YAG晶体对入射光突然呈现出明显的吸收饱和趋势(相当于近似透明的“接通”状态)。利用Cr4：YAG晶体的上述特点，可将其置于共振腔内起到调Q开关的作用。光泵脉冲开始后的一段时间，工作物质的初始受激发射信号较弱，该调Q开关处于关闭状态。当工作物质粒子数反转程度达到最大，受激发射光强增大到足以使调Q开关处于吸收饱和状态(或称为“漂白”状态)，从而在腔内接通振荡回路并形成调Q激光输出。当激光脉冲输出后，共振腔内的反转粒子数急剧下降，光强减弱，从而使Cr4：YAG晶体恢复了原来的吸收特性，达到关闭共振腔的作用。

然而，被动调Q激光器由于可饱和吸收晶体及泵浦激光器受温度、震动、散热条件等影响，即使在泵浦能量恒定不变的情况下，输出的激光脉冲重复频率频率依然会有不稳定的情况。因此，如何稳定被动调Q激光器的输出频率是本领域技术人员的一个重要的研究方向。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种被动调Q激光器频率稳定装置，包括泵浦激光器、波长锁定光栅、激光介质、可饱和吸收体和光学谐振腔，

置于泵浦激光器和激光介质之间的光栅，锁定泵浦激光器输出激光束的波长；

光电测控器，检测所述光学谐振腔输出的激光脉冲，并根据所述激光脉冲中止所述泵浦激光器输出泵浦激光束。

优选地，所述光电测控器根据所述激光脉冲的上升沿中止所述被动调Q激光器。

优选地，所述光电测控器，包括光电探测器和开关器；

其中，所述光电探测器检测激光脉冲，以输出中止信号；

以及，所述开关器的输入端耦接至所述光电探测器，其输出端耦接至所述泵浦激光器，并根据所述中止信号中止所述泵浦激光器。

与现有技术相比，本实用新型的泵浦激光器在预先设置的周期内输出泵浦激光束；在泵浦激光器输出泵浦激光束的一个周期中，光电测控器在检测到激光脉冲后，关闭泵浦激光器，则处于激发态的可饱和吸收体不再有经过激光介质放大增益的泵浦激光束通过，不再产生残余损耗，而泵浦激光器将其下一个周期时再度开启并输出泵浦激光束；同时，光栅保证泵浦激光器输出泵浦激光束的波长不受温度变化的影响。

附图说明

图1为本实用新型一种被动调Q激光装置实施例的工作原理图；

图2为本实用新型被一种动调Q激光装置实施例的波形图。

附图标注：1、泵浦激光器；2、反射腔镜；3、激光介质；4、可饱和吸收体；5、输出腔镜；6、光电测控器；7、光栅。

具体实施方式

参照图1至图2对本实用新型被动调Q技术实施例做进一步说明。

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，传统的被动调Q激光器由泵浦激光器1、反射腔镜2、激光介质3、可饱和吸收体4和输出腔镜5组成。本实施例的光电探测器6的探头主要是探测该被动调Q激光器末端输出的激光脉冲。

如图2所示，本实施例中给出泵浦激光器1的激励周期Pump。激励周期Pump选用时钟方波来作为泵浦激光器1输出泵浦激光束的表示，即在时钟方波的高电平时，其泵浦激光器1输出泵浦激光束；在时钟方波的低电平时，则不作输出。

同时，本实施例中给出被动调Q激光器输出的激光波形Laser。该激光波形Laser的高电平表示可饱和吸收体4在“漂白”后输出激光脉冲，而其低电平则表示可饱和吸收体4尚未被“漂白”，即无激光脉冲输出。

进一步地，本实施例中对泵浦激光器的外控信号Time，进行限定，在外控信号Time在其上升沿到达时，启动所述泵浦激光器1。

本实施例的工作原理如下：

在外控信号Time的上升沿到达时，启动泵浦激光器1；泵浦激光器1启动一端时间后输出泵浦激光束，在激励周期Pump表示为低电平跳变至高电平的上升沿；可饱和吸收体4在泵浦激光器1输出泵浦激光束一段时间被“漂白”，在可饱和吸收体4在被“漂白”后输出激光脉冲，具体表示为脉冲激光Laser的高电平，而在光电测控器6检测到激光脉冲后，会立即中止泵浦激光器1的工作。

在光电测控器6立即中止泵浦激光器1的输出，泵浦激光器1不再输出泵浦激光束，则被动调Q激光器不再输出脉冲激光。

本实施例的特点是在外控周期Time一个周期的起始处，启动泵浦激光器1；泵浦激光器1在启动一段时间后会输出激光脉冲；当光电测控器6检测到激光脉冲的输出后立即中止泵浦激光器1的输出，亦会立即中止激光脉冲的输出。那么，本实施例实现了对激光脉冲输出频率的有效控制，达到控制其输出稳定的目的。

具体地，本实施例的光电测控器，包括光电探测器和开关器；

其中，光电探测器检测激光脉冲，以输出中止信号；

以及，开关器的输入端耦接至光电探测器，其输出端耦接至被动调Q激光器，并根据中止信号中止被动调Q激光器。

值得一提的是，本实施例的开关器可以是多种设备，本实施优选地主要采用单片机；通过单片机的内部时钟电路来输出图2中的时钟方波来控制半导体泵浦激光器1的开启以及关断；

单片机的输入引脚接收由光电探测器输出的中止信号，在前述的输入引脚接收中止信号是高电平时，制动半导体泵浦激光器1，而在单片机的内部时钟电路输出的时钟方波在达到下一个周期时激励式的开启半导体泵浦激光器1。本实施例的要点并不在于光电探测器以及开关器本身，故此处不做限定。

本实施例在泵浦激光器1和反射腔镜2之间置有用于锁定波长的光栅元件。那么，为了保证泵浦激光器1输出波长的稳定，主要采用纵模选择的方法，利用光栅7提供部分光反馈，使光学谐振腔6内实现纵模选择，从而达到稳定波长的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种脉冲重复频率稳定可调的被动调Q激光器，包括泵浦激光器、波长锁定光栅、激光介质、可饱和吸收体和光学谐振腔，其特征在于，其包括：

置于泵浦激光器和激光介质之间的波长锁定光栅，锁定泵浦激光器输出激光束的波长；

光电测控器，检测所述光学谐振腔输出的激光脉冲，并根据所述激光脉冲中止所述泵浦激光器输出泵浦激光束。

2.根据权利要求1所述的一种被动调Q激光器，其特征在于，所述光电测控器根据所述激光脉冲的上升沿中止所述泵浦激光器。

3.根据权利要求1所述的一种被动调Q激光器，其特征在于，所述光电测控器，包括光电探测器和开关器；

其中，所述光电探测器检测激光脉冲，以输出中止信号；

以及，所述开关器的输入端耦接至所述光电探测器，其输出端耦接至所述泵浦激光器，并根据所述中止信号中止所述泵浦激光器。