專利名稱：一種能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及脈沖激光器技術(shù)，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)激光調(diào)Q脈寬可調(diào)諧的激 光器。
背景技術(shù)：
隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展，激光技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域所起的作用越來越巨大，從軍 用到民用，從科研到教學(xué)，從工業(yè)到農(nóng)副業(yè)等眾多領(lǐng)域。而與此同時(shí)，在工程應(yīng)用 中，對激光器的可靠性、工程化、穩(wěn)定性、可裝配型、多功能性、操作方便的要求 也越來越高。
現(xiàn)有的單一脈寬的激光輸出在很多情況下已經(jīng)不能滿足應(yīng)用需求。目前實(shí)現(xiàn)脈 寬可調(diào)協(xié)的方案主要是在激光諧振腔外通過斬波開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，該脈寬可調(diào)諧的方案
具有幾點(diǎn)不足首先，該方案只能實(shí)現(xiàn)在原有激光諧振腔輸出脈寬的前提下，向短 脈寬斬波而不能向長脈寬方向斬波，即脈寬只能變短，不能變長；其次，斬波是以 能量的巨大浪費(fèi)為代價(jià)而獲得的，例如，要實(shí)現(xiàn)從50納秒的諧振腔脈沖輸出變成5 納秒脈沖輸出，就要浪費(fèi)IO倍的能量，而這部分能量是通過偏振片反射到腔內(nèi)的接 收裝置中，這樣在做大功率或大能量的斬波時(shí)，還可能使得接收裝置被大能量的強(qiáng) 激光打起灰來或者使接收裝置極度受熱，影響整機(jī)的穩(wěn)定；再有，斬波的效果很大 程度上依賴于普克爾盒驅(qū)動電源,該電源不僅要實(shí)現(xiàn)與振蕩級輸出脈沖的延時(shí)同步， 而且還要保證上升沿和下降沿的速度足夠快,從而很大程度上提高了整機(jī)的復(fù)雜性， 降低了可靠性，并增加了成本。
另外，現(xiàn)有技術(shù)對于脈寬調(diào)諧還可通過SBS池來實(shí)現(xiàn)，如"實(shí)用新型專利號--95212767.9，專利名稱脈寬可調(diào)諧YAG激光器"中公開的技術(shù)方案，但該方案是 通過移動與SBS池的距離來實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)諧，不利于工程化，并且該方案靠反射回來 的放大光從諧振腔內(nèi)倒空，從而對振蕩級和放大級的激光棒和各個(gè)光學(xué)元件的鍍膜 水平要求較高，否則容易引起自激；并且，該方案靠1/4波片和偏振棱鏡實(shí)現(xiàn)激光 輸出，在大能量或大功率工作時(shí)，振蕩級和放大級的激光棒退偏會比較嚴(yán)重，從而
使放大的光有相當(dāng)一部分不能被倒出腔外，干擾振蕩級，破壞工作脈沖的穩(wěn)定。
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，人們就希望有一種可實(shí)現(xiàn)激光調(diào)Q脈寬可調(diào)諧的激光器。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中用調(diào)Q激光器加斬波開關(guān)結(jié)構(gòu)的造價(jià)高、 損耗大、能量浪費(fèi)嚴(yán)重等缺點(diǎn)，從而提供一種簡單方便、安裝調(diào)試容易、便于工程 化推廣的脈寬可調(diào)的脈沖激光器。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案。
一種能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，包括 一輸出鏡(1)， 一激光棒(2)， 一普克爾
盒(4) 一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設(shè)置在一直線光路上，
一用來泵浦所述激光棒(2)的泵浦源(圖中未示出)；其特征在于，還包括一能夠
沿著光軸縱向移動的移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上，能夠沿著光軸
前后移動全反鏡(6)，改變激光腔長。
在上述技術(shù)方案中，所述偏振片的平面與激光器光軸的夾角為布儒斯特角。 在上述技術(shù)方案中，所述普克爾盒4是升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒，該激光裝
置還包括一 1/4波片3放置在所述激光棒2和所述普克爾盒4之間。
在上述技術(shù)方案中，采用被動調(diào)Q、聲光調(diào)Q或轉(zhuǎn)動調(diào)Q裝置時(shí)，將所述普克
爾盒4替換成被動調(diào)Q裝置、聲光調(diào)Q裝置或轉(zhuǎn)動調(diào)Q裝置，并將所述偏振片(5)去掉。
進(jìn)一步地，將所述全反鏡(6)替換成角錐棱鏡；將所述偏振片(5)替換成偏 振分光棱鏡；將所述輸出鏡(1)替換成一全反鏡，所述偏振片(5)將激光脈沖倒 空輸出。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
本實(shí)用新型簡單方便，安裝調(diào)試容易，便于工程化推廣，能夠靈活調(diào)節(jié)脈寬； 本實(shí)用新型可在各種固體激光器、氣體激光器、染料激光器等多種類型的需要脈寬 可調(diào)的調(diào)Q激光器或腔倒空激光器中使用。

圖1表示本實(shí)用新型實(shí)施例1和實(shí)施例6的裝置示意圖； 圖2表示本實(shí)用新型實(shí)施例5的裝置示意圖面說明
1 — 一輸出鏡；
3一一1/4波片;
4一一普克爾盒； 5—一偏振片；
7——移臺
2--激光棒；
6——全反鏡；
9一一被動Q開關(guān)或聲光Q開關(guān)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 實(shí)施例1
參照圖l，制作電光調(diào)Q脈寬可調(diào)激光器，包括輸出鏡l，激光棒2， 1/4波片 3，升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒4，偏振片5，全反鏡6，移臺7， 一用于激勵(lì)激光棒 2的泵浦源。所述偏振片5的偏振方向是水平的，所述偏振片5的平面與激光器光 軸的夾角為布儒斯特角。
輸出鏡1的材料是K9玻璃或熔石英，鍍有一定透過率的介質(zhì)膜，比如透過率 T=90%。激光棒2的材料是Nd:YAG,摻雜濃度選為1%。升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒 4的的材料是KD卞晶體，也可選用KDP或其他調(diào)Q晶體，尺寸只需略大于激光晶體 棒的直徑即可，本實(shí)施例中選用KD'P晶體。偏振片5的材料采用K9玻璃，其上鍍 有相應(yīng)的偏振介質(zhì)膜， 一般水平方向偏振(P偏振)透過率大于95%，垂直方向偏振 反射率大于99%,偏振片的制作技術(shù)是領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，本實(shí)施例中采用市場 所售的偏振器件。全反鏡6的材料采用K9玻璃或熔石英,反射率大于99. 5%。
輸出鏡1通過一個(gè)常規(guī)的鏡架來固定，其固定方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。 激光棒2、升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒4均選用偏光鏡架來固定在光路中，激光棒2 固定在聚光腔內(nèi)。
移臺7采用市場所售的電移臺，技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際移動行程的需要來選擇相 應(yīng)參數(shù)的電移臺，比如行程300mm,臺面尺寸160X 160mm,重復(fù)定位精度5微米。所 述全反鏡6固定在所述移臺7上，固定方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。本實(shí)施例中， 用來激勵(lì)激光棒2的泵浦源采用單氙燈泵浦陶瓷腔，當(dāng)然也可選用其他形式的泵浦 源。
通過已知的方式操作電移臺，控制全反鏡6沿著光軸作動，實(shí)現(xiàn)腔長長短的變 換。因?yàn)橹C振腔的長短是影響激光脈寬的關(guān)鍵因素，所以改變腔長就可以實(shí)現(xiàn)激光
脈寬的改變。當(dāng)需要輸出短脈沖時(shí)，使全反鏡6作動到距離輸出鏡1靠近的位置；
當(dāng)需要輸出長脈沖時(shí)，將全反鏡6作動到距離輸出鏡較遠(yuǎn)的位置。
本實(shí)施例結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，可靠，利于工程化的推廣。可以較大 程度上滿足科研、醫(yī)療、晶體測試、激光加工等領(lǐng)域?qū)す饷}寬連續(xù)可調(diào)的要求。
實(shí)施例2:
將全反鏡6替換成角錐棱鏡，把角錐棱鏡應(yīng)用在激光腔中是本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以勝任的，其他同實(shí)施例l。如文獻(xiàn)"強(qiáng)激光與粒子束，16巻第8期，《角錐棱鏡激 光諧振腔的基本特性》"公開的，角錐棱鏡有自鎮(zhèn)定，免調(diào)試，抗失諧能力強(qiáng)等優(yōu) 點(diǎn)。因此，本實(shí)施例的激光器具有自鎮(zhèn)定，免調(diào)試，抗失諧能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過己 知的方式操作電移臺，控制角錐棱鏡沿著光軸作動，實(shí)現(xiàn)腔長長短的變換。因?yàn)橹C 振腔的長短是影響激光脈寬的關(guān)鍵因素，所以改變腔長就可以實(shí)現(xiàn)激光脈寬的改變。 當(dāng)需要輸出短脈沖時(shí)，使角錐棱鏡移動到距離輸出鏡1靠近的位置；當(dāng)需要輸出長 脈沖時(shí)，將角錐棱鏡移動到距離輸出鏡較遠(yuǎn)的位置。
實(shí)施例3:
實(shí)施例1和實(shí)施例2用的都是升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒4。本實(shí)施例中的普 克爾盒4采用降壓式電光調(diào)Q的普克爾盒，如圖1所示，將實(shí)施例l中的l/4波片 3去掉，其他同實(shí)施例2。
實(shí)施例4:
本實(shí)施例采用腔倒空輸出，能夠在更短的脈寬范圍實(shí)現(xiàn)脈寬可調(diào)，其中將實(shí)施 例l中的輸出鏡l替換成全反鏡，激光脈沖由偏振片5倒空而出，其他同實(shí)施例l。
實(shí)施例5:
如圖2所示，本實(shí)施例采用被動調(diào)Q或聲光調(diào)Q或轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q方式，將實(shí)施例l 中的l/4波片3和普克爾盒4去掉，替換成被動Q開關(guān)或聲光Q開關(guān)9。其他同實(shí) 施例l。
實(shí)施例6:
.如圖1，將偏振片5改為偏振分光棱鏡，其他同實(shí)施例1。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。 盡管參照實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的 精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，包括一輸出鏡(1)，一激光棒(2)，一普克爾盒(4)，一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設(shè)置在直線光路上，一用來泵浦所述激光棒(2)的泵浦源；其特征在于，還包括一能夠沿著光軸縱向移動的移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，所述偏振片(5) 的平面與激光光軸的夾角為布儒斯特角。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，所述普克爾 盒(4)是升壓式電光調(diào)Q的普克爾盒；還包括一l/4波片(3)設(shè)置在所述激光棒(2)和所述普克爾盒(4)之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，將所述普克爾盒 4替換成被動調(diào)Q裝置、聲光調(diào)Q裝置或轉(zhuǎn)動調(diào)Q裝置，將所述偏振片(5)去掉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，將所述全反鏡(6) 替換成角錐棱鏡。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，將所述偏振 片(5)替換成偏振分光棱鏡。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，其特征在于，將所述輸出 鏡(1)替換成一全反鏡，所述偏振片(5)將激光脈沖倒空輸出。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種實(shí)現(xiàn)激光調(diào)Q脈寬可調(diào)諧的激光器。一種能夠調(diào)節(jié)脈寬的激光器，包括一輸出鏡(1)，一激光棒(2)，一普克爾盒(4)，一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設(shè)置在一直線上，一用來泵浦所述激光棒(2)的泵浦源(圖中未示出)；還包括一移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上，能夠沿著光軸前后移動全反鏡(6)，改變激光腔長度。本實(shí)用新型簡單方便，安裝調(diào)試容易，能夠靈活調(diào)節(jié)脈寬。
文檔編號H01S3/106GK201001002SQ20062011928
公開日2008年1月2日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者崔建豐, 樊仲維, 巖 薛, 博 裴 申請人:北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司