CN205724360U

CN205724360U - 一种快速切换偏振态的调q脉冲激光器

Info

Publication number: CN205724360U
Application number: CN201620537574.7U
Authority: CN
Inventors: 唐淳; 靳全伟; 庞毓; 蒋建锋; 童立新; 谭亮; 崔玲玲
Original assignee: Institute of Applied Electronics of CAEP
Current assignee: Institute of Applied Electronics of CAEP
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2026-06-06

Abstract

本实用新型提供了一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，所述激光器采用电光调Q开关和四分之一波片相配合，使谐振腔产生的短脉冲激光变为完全偏振激光，实现了偏振态的高速切换，从而实现了两种偏振态的激光交替输出，有效拓展了调Q脉冲激光器的使用范围。本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器使用的光学元器件为常用器件，易于集成装调，具有结构简单、切换迅速的优点。

Description

一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器

技术领域

本实用新型属于短脉冲全固态激光器领域，具体涉及一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器。

背景技术

测量偏振激光与物质作用产生的反射光和透射光会获得介质的许多重要信息，如通过分析大气激光雷达系统对云层散射光的偏振特性能探测大气中气溶胶的存在；在成像技术应用领域中，偏振光的成像技术已经用于生物医学成像技术，在水下成像应用中，采用线偏振光或圆偏振光作为照明光源，可以提高水下物体图像的对比度。

大能量、调Q短脉冲全固态激光器在空间测距、照明、激光加工、光电对抗的领域具有广泛的发展前景及应用领域，近年来国内外都进行了大量的理论及实验研究，实现了平均功率数千瓦级、单脉冲能量数焦尔的激光输出。

但是，无论激光器采用MOPA或谐振腔的技术路线，激光的光束质量、脉冲宽度、能量稳定性、偏振态等主要指标由主振荡级决定，激光器只能实现单偏振态的短脉冲激光输出。当前亟需一种能够实现偏振态交替输出、快速切换，且可以利用激光的偏振态实现波长切换、光路切换功能的激光器。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器。

本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特点是，包括全反镜、泵浦模块、偏振镜、四分之一波片、电光调Q开关、输出镜，所述的全反镜、泵浦模块、偏振镜、四分之一波片、电光调Q开关、输出镜沿光轴方向顺序串联连接，全反镜、泵浦模块、四分之一波片、电光调Q开关和输出镜与光轴垂直，偏振镜与光轴的夹角为布鲁斯特角。

本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特点是，包括全反镜、泵浦模块、四分之一波片、电光调Q开关、输出镜；所述的泵浦模块的晶体为选偏激光晶体；所述的全反镜、泵浦模块、四分之一波片、电光调Q开关、输出镜沿光轴方向顺序串联连接，全反镜、泵浦模块、四分之一波片、电光调Q开关和输出镜与光轴垂直。

所述的全反镜的材料为光学玻璃，靠近泵浦模块的侧面镀反射膜，反射膜的反射率≥99.5%；全反镜的另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

所述的泵浦模块的晶体材料为掺杂Nd离子的激光晶体材料，泵浦模块的双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

所述的偏振镜的材料为光学玻璃，一个侧面镀P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率≥99.5%；另一个侧面镀S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率≥99.5%。

所述的四分之一波片的材料为石英晶体，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

所述的电光调Q开关的材料为KDP或KD*P，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

所述的输出镜的材料为光学玻璃，靠近电光调Q开关的侧面镀反射膜，反射膜的反射率范围为10%至95%；另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，全反镜和输出镜构成了谐振腔，谐振腔内加入偏振镜后，只有偏振态为P的激光才能在谐振腔内振荡，加入四分之一波片后，由于四分之一波片与偏振镜共同作用，谐振腔损耗增大，激光不能形成振荡，利用升压方式使电光调Q开关产生正向或负向四分之一波长的相位，使谐振腔产生调Q短脉冲激光，电光调Q开关与四分之一波片相叠加后，改变或保持激光的偏振态。通过使加载在电光调Q开关上的电压快速切换，在不改变输出激光其他参数的情况下，可使激光器输出ns级短脉冲激光同时，实现激光偏振态快速切换、交替输出。

本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器能够实现调Q脉冲激光器输出激光的偏振态快速切换、交替输出，可有效拓展调Q脉冲激光器的使用方式，使用的光学元器件为常用器件，易于集成装调，具有结构简单、切换迅速的优点。

附图说明

图1为本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器结构示意图。

图2为本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器结构示意图（无偏振镜）。

图中，1.全反镜 2.泵浦模块 3.偏振镜 4. 四分之一波片 5. 电光调Q开关 6.输出镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，包括全反镜1、泵浦模块2、偏振镜3、四分之一波片4、电光调Q开关5、输出镜6，全反镜1、泵浦模块2、偏振镜3、四分之一波片4、电光调Q开关5、输出镜6沿光轴方向顺序串联连接，全反镜1、泵浦模块2、四分之一波片4、电光调Q开关5和输出镜6与光轴垂直，偏振镜3与光轴的夹角为布鲁斯特角。

如图2所示，当泵浦模块2的晶体为选偏激光晶体时，本实用新型的快速切换偏振态的调Q脉冲激光器无偏振镜3，包括全反镜1、泵浦模块2、四分之一波片4、电光调Q开关5、输出镜6；所述的泵浦模块2的晶体为选偏激光晶体；所述的全反镜1、泵浦模块2、四分之一波片4、电光调Q开关5、输出镜6沿光轴方向顺序串联连接，全反镜1、泵浦模块2、四分之一波片4、电光调Q开关5和输出镜6与光轴垂直。

全反镜1的材料为光学玻璃，靠近泵浦模块2的侧面镀反射膜，反射膜的反射率≥99.5%；全反镜1的另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

泵浦模块2的晶体材料为掺杂Nd离子的激光晶体材料，泵浦模块2的双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

偏振镜3的材料为光学玻璃，一个侧面镀P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率≥99.5%；另一个侧面镀S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率≥99.5%。

四分之一波片4的材料为石英晶体，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

电光调Q开关5的材料为KDP或KD*P，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

输出镜6的材料为光学玻璃，靠近电光调Q开关5的侧面镀反射膜，反射膜的反射率范围为10%至95%；另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

实施例1

本实施例中，全反镜1为平凹镜，通光口径25mm，凹面半径2000mm，材料为折射率1.45的熔石英，凹面镀1064nm反射膜，反射率≥99.5％，平面镀1064nm透射膜，透射率≥99.5％。

泵浦模块2为棒状二极管激光泵浦模块，棒直径为4mm，材料为Nd：YAG，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

偏振镜3为平镜，通光口径30mm，材料为折射率1.45的熔石英，一个侧面镀P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率≥99.5%；另一个侧面镀S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率≥99.5%；偏振镜（3）与光轴的夹角为布鲁斯特角，本实施例为56.5°。

四分之一波片4为平镜，通光口径30mm，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

电光调Q开关5晶体材料为KDP或KD*P，双面镀1064nm透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

输出镜6为平凸镜，通光口径25mm，凸面半径1500mm，材料为折射率1.45的熔石英，凸面镀1064nm反射膜，反射膜的反射率范围为10%至95%，平面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

工作时，泵浦模块2发射的泵浦光脉宽为250微秒，电光调Q开关5在泵浦光脉宽末端打开，时长30微秒，经偏振镜3后激光偏振态为P偏振光，当加载在电光调Q开关5上的电压为正向四分之一相位的电压时，该四分之一相位与四分之一波片4产生的相位相叠加产生正向二分之一相位，此时激光器输出激光为ns级短脉宽S偏振态激光；当加载在电光调Q开关5上的电压为负向四分之一相位的电压时，该四分之一相位与四分之一波片4产生的相位相抵消，此时激光器输出激光为ns级短脉宽P偏振态激光，通过加载在电光调Q开关上的电压的快速切换，在不改变输出激光其他参数的情况下，可使激光器输出的激光偏振态快速切换、交替输出。

实施例2

本实施例与实施例1的实施方式基本相同，主要区别在于，无偏振镜3。泵浦模块2的棒材料为Nd：YLF，Nd：YLF晶体沿A轴或C轴切割，双面镀1047nm或1053nm增透膜，其余的光学镜片或光学元件镀相应1047nm或1053nm膜层，因沿A轴或C轴切割的Nd：YLF晶体产生激光为偏振光，因此本实施例可以不使用偏振镜3。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述激光器包括全反镜（1）、泵浦模块（2）、偏振镜（3）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）、输出镜（6），所述的全反镜（1）、泵浦模块（2）、偏振镜（3）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）、输出镜（6）沿光轴方向顺序串联连接，全反镜（1）、泵浦模块（2）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）和输出镜（6）与光轴垂直，偏振镜（3）与光轴的夹角为布鲁斯特角。

2.一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述激光器包括全反镜（1）、泵浦模块（2）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）、输出镜（6）；所述的泵浦模块（2）的晶体为选偏激光晶体；所述的全反镜（1）、泵浦模块（2）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）、输出镜（6）沿光轴方向顺序串联连接，全反镜（1）、泵浦模块（2）、四分之一波片（4）、电光调Q开关（5）和输出镜（6）与光轴垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的全反镜（1）的材料为光学玻璃，靠近泵浦模块（2）的侧面镀反射膜，反射膜的反射率≥99.5%；全反镜（1）的另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

4.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的泵浦模块（2）的晶体材料为掺杂Nd离子的激光晶体材料，泵浦模块（2）的双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

5.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的偏振镜（3）的材料为光学玻璃，一个侧面镀P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率≥99.5%；另一个侧面镀S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率≥99.5%。

6.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的四分之一波片（4）的材料为石英晶体，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

7.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的电光调Q开关（5）的材料为KDP或KD*P，双面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。

8.根据权利要求1或2所述的一种快速切换偏振态的调Q脉冲激光器，其特征在于，所述的输出镜（6）的材料为光学玻璃，靠近电光调Q开关（5）的侧面镀反射膜，反射膜的反射率范围为10%至95%；另一侧面镀透射膜，透射膜的透射率≥99.5%。