專利名稱：一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)q激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及固體激光技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種可以實現(xiàn)高重頻亞納秒脈寬電光 調(diào)Q激光器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高重復(fù)頻率、窄脈沖寬度的激光，尤其是脈沖寬度在Ins或者小于Ins左右的激光 在激光三維掃描、激光雷達和測距、激光微加工、生物化學(xué)、污染監(jiān)測等方面有著廣泛的應(yīng) 用，以激光微加工為例，大多數(shù)材料中光能在晶格中熱量轉(zhuǎn)移的時間大概在IO-IOOOps左 右，亞納秒脈沖激光作用在材料上的時間很短，可減小加工中的熱影響區(qū)，極大的提高加工 質(zhì)量。所以窄脈寬有著重要的應(yīng)用價值。目前主要是通過調(diào)Q技術(shù)來產(chǎn)生窄脈沖激光的，調(diào)Q技術(shù)中的電光調(diào)Q由于開關(guān) 時間短，大約10_9s，典型的輸出脈寬在3-20ns，由于電光開關(guān)驅(qū)動源性能的提高，很容易實 現(xiàn)KHz以上，因此電光調(diào)Q是目前應(yīng)用比較廣泛的調(diào)Q技術(shù)，但是目前很難實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的 亞納秒脈寬的輸出。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定可靠、易于批量生產(chǎn)并可以實現(xiàn)亞 納秒脈寬輸出的電光調(diào)Q激光器的結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案包括沿光的傳播方向依次 設(shè)置的泵浦源、泵浦耦合系統(tǒng)、激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡。其中所 述激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡組成激光器諧振腔。所述激光增益介 質(zhì)面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介質(zhì)和電光調(diào)Q開關(guān)之間通過熔石 英玻璃鍵合在一起，電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡通過光膠結(jié)合在一起。所述激光增益介質(zhì)為Nd:YV04、Nd:GdV04或Nd: YAG。所述電光調(diào)Q開關(guān)為RTP、ΒΒ0, LN或DKDP。所述輸出鏡為以光學(xué)薄膜的形式鍍在電光調(diào)Q開關(guān)的出光面上。所述激光器諧振腔內(nèi)在電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡之間還設(shè)有倍頻晶體，倍頻晶體為 光學(xué)原件KTP或LBO。與現(xiàn)有電光調(diào)Q窄脈寬激光器諧振腔的結(jié)構(gòu)相比，本實用新型有以下兩個優(yōu)點 1)諧振腔的結(jié)構(gòu)簡單，腔內(nèi)只有激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡組成， 增益介質(zhì)切割成布儒斯特角，諧振腔內(nèi)無須放偏振片，通過減少腔內(nèi)元件數(shù)量，降低腔內(nèi)損 耗，有效縮短諧振腔長度，可以實現(xiàn)亞納秒脈沖輸出；2)諧振腔內(nèi)各光學(xué)元件通過光膠結(jié) 合成一整體，諧振腔的結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定、體積小、成本低，利于模塊化、大規(guī)模生產(chǎn)。

圖1是傳統(tǒng)電光調(diào)Q激光器諧振腔結(jié)構(gòu)示意圖[0012]圖2是本實用新型電光調(diào)Q激光器諧振腔結(jié)構(gòu)圖圖3是本實用新型中布儒斯特角切割的增益介質(zhì)
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1 圖3對本實用新型作進一步說明本實施例包括沿光的傳播方向依次設(shè)置泵浦源1、泵浦耦合系統(tǒng)2、激光增益介質(zhì) 3、熔石英玻璃4、電光調(diào)Q開關(guān)5和輸出耦合鏡6。其中激光增益介質(zhì)3、熔石英玻璃4、電 光調(diào)Q開關(guān)5和輸出鏡6四部分構(gòu)成激光器的諧振腔。增益介質(zhì)4面向熔石英玻璃的端面 S2切割成布儒斯特角，從而諧振腔內(nèi)不必放置偏振片即可實現(xiàn)起偏、檢偏的效果。增益介質(zhì) 布儒斯特角那面S2和電光調(diào)Q開關(guān)之間通過熔石英玻璃4鍵合在一起，電光調(diào)Q開關(guān)5和 輸出鏡6通過光膠結(jié)合在一起，激光增益介質(zhì)靠近泵浦源一側(cè)的端面Sl鍍有振蕩光全反膜 和泵浦光增透膜，起圖1中后腔鏡Sl的作用，輸出鏡6靠外側(cè)的面S3鍍一定透過率的膜。上述的泵浦源可以是單管、BAR條、堆或光纖耦合輸出的半導(dǎo)體激光器。上述的增益介質(zhì)采用的材料為而1￥04、而:6砍04、而11^或而:丫八6。上述的電光調(diào)Q開關(guān)的材料可以為RTP、BB0、LN、DKDP等電光晶體。上述的輸出鏡可以以光學(xué)薄膜的形式鍍在電光晶體的出光面上。上述的諧振腔內(nèi)還可以設(shè)有其它光學(xué)元件如KTP、LBO等倍頻晶體，放置在電光晶 體和輸出鏡之間。上述結(jié)構(gòu)的原理是增益介質(zhì)1吸收泵浦光后經(jīng)過布儒斯特面后輸出為ρ方向的 線偏振光，此時，給電光開關(guān)加上1/4λ電壓，ρ方向的線偏振光經(jīng)過電光晶體，位相差延遲 1/2 π，變成圓偏振光，圓偏振光經(jīng)過輸出鏡反射回來再次通過電光晶體，又變成線偏振光， 此時的線偏振光的偏振方向相對于初始時旋轉(zhuǎn)了 90°，變成s方向的偏振光，入射到增益 介質(zhì)的布儒斯特面會被反射出來，實現(xiàn)“關(guān)門”，當給電光開關(guān)撤下加上1/4λ電壓時，ρ光 通過電光晶體后偏振方向不會發(fā)生改變，可以在腔內(nèi)振蕩和輸出，實現(xiàn)開門。本實用新型通過簡化電光調(diào)Q激光器諧振腔的結(jié)構(gòu)，減小了腔內(nèi)插入損耗、縮短 腔長，可以實現(xiàn)0. 5-2ns的窄脈寬，且重復(fù)頻率在kHz以上，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制成的產(chǎn)品體積 小，易于模塊化，大規(guī)模生產(chǎn)，并且成本低，輸出脈沖的穩(wěn)定性高等特點。
權(quán)利要求一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)Q激光器，包括沿光的傳播方向依次設(shè)置的泵浦源、泵浦耦合系統(tǒng)、激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡，其中所述激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡組成激光器諧振腔，其特征在于所述激光增益介質(zhì)面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介質(zhì)和電光調(diào)Q開關(guān)之間通過熔石英玻璃鍵合在一起，電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡通過光膠結(jié)合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)Q激光器，其特征在于 所述激光增益介質(zhì)為Nd YV04、Nd GdV04、Nd YLF或Nd YAG。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)Q激光器，其特征在于 所述的電光調(diào)Q開關(guān)為RTP、ΒΒ0, LN或DKDP。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)Q激光器，其特征在于 所述輸出鏡為以光學(xué)薄膜的形式鍍在電光調(diào)Q開關(guān)的出光面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈寬電光調(diào)Q激光激光器的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述激光 器諧振腔內(nèi)在電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡之間還設(shè)有倍頻晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的窄脈寬電光調(diào)Q激光激光器的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述倍頻 晶體為光學(xué)元件KTP或LB0。
專利摘要本實用新型是一種高重復(fù)頻率亞納秒脈寬電光調(diào)Q激光器，屬于固體激光技術(shù)領(lǐng)域。它由泵浦源、泵浦耦合系統(tǒng)、諧振腔組成。其中諧振腔又由激光增益介質(zhì)、熔石英玻璃、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡四部分組成。激光增益介質(zhì)面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，使諧振腔內(nèi)不必放置偏振片即可實現(xiàn)起偏、檢偏的效果。激光增益介質(zhì)和電光調(diào)Q開關(guān)通過熔石英玻璃鍵合在一起，諧振腔中其余各種光學(xué)元件通過光膠結(jié)成一整體。本實用新型通過簡化電光調(diào)Q激光器諧振腔的結(jié)構(gòu)，減小了腔內(nèi)插入損耗、縮短腔長，實現(xiàn)了0.5-2ns的窄脈寬，且重復(fù)頻率在kHz以上，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，產(chǎn)品體積小，易于模塊化，大規(guī)模生產(chǎn)，并且成本低，輸出脈沖的穩(wěn)定性高。
文檔編號H01S3/109GK201726032SQ20102017425
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者于廣禮, 姜夢華, 惠勇凌, 李強, 王金國, 雷訇 申請人:北京工業(yè)大學(xué)