專利名稱：一種聲光調(diào)q激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在聲光調(diào)Q的固體激光器件中(見圖1)，當(dāng)振蕩光通過聲光介質(zhì)中的超聲場(chǎng)時(shí)，因衍射而使光束偏離原來的方向，造成諧振腔的損耗增大，Q值下降，激光振蕩不能形成，此時(shí)在泵浦激勵(lì)下其上能級(jí)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)將不斷積累；若此時(shí)突然撤除超聲場(chǎng)，則衍射效應(yīng)立即消失，腔損耗減少，Q值猛增，激光振蕩迅速恢復(fù)，其能量以巨脈沖的形式輸出。在諧振腔中，振蕩激光光束在一個(gè)往返過程中，兩次通過聲光介質(zhì)(見圖1)。但是，如果泵浦功率過高，尤其是在采用受激發(fā)射截面較大的增益介質(zhì)時(shí)，聲光調(diào)制器產(chǎn)生的衍射損耗在低Q值時(shí)，不足以關(guān)斷腔內(nèi)的激光振蕩，從而造成輸出脈沖不穩(wěn)定，峰值功率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種新型的聲光調(diào)Q激光器。
本發(fā)明是由輸入鏡，激光增益介質(zhì)，聲光調(diào)制器，反射鏡(或反射棱鏡)，輸出鏡(或輸出棱鏡)組成，振蕩激光在諧振腔內(nèi)一個(gè)往返過程中多次(高于兩次)通過聲光調(diào)制器。
其工作過程是從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-反射鏡(或反射棱鏡)-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-反射鏡(或反射棱鏡)-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
通過增加反射鏡(或反射棱鏡)數(shù)量來增加通過聲光調(diào)制器的次數(shù)。
這樣，在激光通過聲光調(diào)制器的次數(shù)增加，諧振腔的損耗較原來的兩次通過將得到增加，提高輸出脈沖的穩(wěn)定性和脈沖峰值功率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在聲光調(diào)Q激光器件中，通過增加振蕩激光束通過聲光調(diào)制器的次數(shù)，增加低Q值時(shí)諧振腔的損耗，從而可以在更高的泵浦功率下仍能夠輸出穩(wěn)定的脈沖，得到更高的單脈沖能量。


圖1-聲光調(diào)Q激光器件示意圖，其中1-輸入鏡，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4輸出鏡；圖2-利用45度反射鏡使振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4-反射鏡，5-反射鏡，6-輸出鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，7-反射鏡；圖3-利用小角度反射鏡使振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4-反射鏡，5-輸出鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，6-反射鏡；圖4-振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周六次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡) 2-增益介質(zhì)3-聲光調(diào)制器 4-反射鏡 5-反射鏡 6-反射鏡 7-反射鏡 8-輸出鏡；圖5-利用反射棱鏡使振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返-周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4-直角棱鏡，5-輸出鏡，6-反射鏡；圖6-利用棱鏡輸出的振蕩光束四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光器件示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4-反射鏡，5-反射鏡，6-輸出棱鏡；圖7-振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返-周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光器件腔內(nèi)倍頻或參量振蕩器件示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-聲光調(diào)制器，4-反射鏡，5-反射鏡，6-輸出鏡，7-為非線性光學(xué)介質(zhì)，8-為反射鏡；圖8-振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返-周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光器件腔外倍頻、和頻(或四倍頻)器件示意圖，其中1-輸入鏡(可以是平面鏡，也可以是凹面鏡，或凸面鏡)，2-增益介質(zhì)，3-反射鏡，4-聲光調(diào)制器，5-反射鏡，6-反射鏡，7-輸出鏡(對(duì)振蕩激光鍍部分反射膜)，8-為反射鏡，9-聚焦透鏡，10-倍頻晶體，11-和頻(或四倍頻)晶體，12-分光鏡。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例實(shí)施例1如圖2所示，振蕩光束四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光器件示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片；從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
實(shí)施例2如圖3所示，利用小角度反射鏡使振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。圖中反射鏡4取代了圖2中45度反射鏡4和45度反射鏡5，反射光束與入射光束成一夾角，從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-反射鏡-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
實(shí)施例3如圖4所示，振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周六次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
實(shí)施例4如圖5所示，利用反射棱鏡使振蕩光束在諧振腔內(nèi)往返一周四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。圖5中直角棱鏡4取代了圖2中45度反射鏡4和45度反射鏡5，棱鏡的兩個(gè)直角面拋光，利用全反射原理反射振蕩光，斜面鍍振蕩激光高增透膜。從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-反射棱鏡-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-反射棱鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
實(shí)施例5如圖6所示，利用棱鏡輸出的振蕩光束四次通過聲光調(diào)制器的調(diào)Q激光器件示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。圖中6為輸出棱鏡(為直角棱鏡，其直角A面鍍部分反射膜作為諧振腔的輸出鏡，直角棱鏡的斜面拋光，利用全反射原理作為反射鏡，直角棱鏡B面鍍對(duì)振蕩激光的增透膜。)取代圖2種輸出鏡6和反射鏡7的作用。從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-輸出棱鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
實(shí)施例6如圖7所示，振蕩光束四次通過聲光介質(zhì)的調(diào)Q激光器件腔內(nèi)倍頻或參量振蕩器件示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。其中7為非線性介質(zhì)，可以進(jìn)行腔內(nèi)倍頻，也可以進(jìn)行參量轉(zhuǎn)換。從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-非線性光學(xué)介質(zhì)-反射鏡-非線性光學(xué)介質(zhì)-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。其中45度反射鏡6對(duì)倍頻光高透，如果是腔內(nèi)參量變換，則對(duì)參量光部分透射。
實(shí)施例7如圖8所示，振蕩光束四次通過聲光介質(zhì)的調(diào)Q激光器件腔外倍頻、和頻(或四倍頻)器件示意圖(圖中未給出泵浦系統(tǒng)。泵浦可以是端面泵浦，也可以是側(cè)面泵浦)，增益介質(zhì)可以是棒狀，也可以是板條，也可以是薄片。其中9為聚焦透鏡，10為倍頻晶體，11和頻晶體，12為分束鏡，將三倍頻(或四倍頻)光與基頻和倍頻光分開。從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-45度反射鏡-45度反射鏡-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。激光從輸出鏡輸出后，經(jīng)聚焦透鏡9入射到倍頻晶體10和和頻晶體(或四倍頻)11上，再經(jīng)分光鏡12將三倍頻(或四倍頻)光輸出與基頻和倍頻光分開。
權(quán)利要求
1.一種聲光調(diào)Q激光器，其特征在于它是由輸入鏡，激光增益介質(zhì)，聲光調(diào)制器，反射鏡(或反射棱鏡)，輸出鏡(或輸出棱鏡)組成，振蕩激光在諧振腔內(nèi)一個(gè)往返過程中多次(高于兩次)通過聲光調(diào)制器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聲光調(diào)Q激光器，其特征在于其工作過程是從輸入鏡開始，振蕩光一個(gè)往返過程為輸入鏡-增益介質(zhì)-聲光調(diào)制器-反射鏡(或反射棱鏡)-聲光調(diào)制器-輸出鏡-聲光調(diào)制器-反射鏡(或反射棱鏡)-聲光調(diào)制器-增益介質(zhì)-輸入鏡。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聲光調(diào)Q激光器，其特征在于通過增加反射鏡(或反射棱鏡)數(shù)量來增加通過聲光調(diào)制器的次數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聲光調(diào)Q激光器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是由輸入鏡，激光增益介質(zhì)，聲光調(diào)制器，反射鏡(或反射棱鏡)，輸出鏡(或輸出棱鏡)組成。振蕩激光在諧振腔內(nèi)一個(gè)往返過程中多次(高于兩次)通過聲光調(diào)制器。從而在激光通過聲光介質(zhì)中超聲場(chǎng)的次數(shù)增加，諧振腔的衍射損耗較原來的兩次通過將得到增加?？赏ㄟ^增加反射鏡(或反射棱鏡)數(shù)量來增加通過聲光調(diào)制器的次數(shù)，提高輸出脈沖的穩(wěn)定性和脈沖峰值功率。利用該技術(shù)獲得的調(diào)Q輸出可以進(jìn)行倍頻、三倍頻、四倍頻，以及參量振蕩等。
文檔編號(hào)H01S3/05GK101068063SQ20071011896
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者張恒利, 閆瑩, 辛建國, 王艷華 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)