本申請(qǐng)涉及激光加工領(lǐng)域，特別涉及一種雙電光Q開關(guān)再生放大裝置。

背景技術(shù)：

脈沖能量為幾十μJ，重復(fù)頻率為幾百kHz的高功率高重復(fù)頻率超短脈沖(皮秒和飛秒)激光能滿足對(duì)許多材料的精細(xì)加工需求，可被廣泛應(yīng)用于激光切割、雕刻、劃線、打標(biāo)等領(lǐng)域。超短脈沖激光加工技術(shù)已成為激光加工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，引領(lǐng)未來激光加工的趨勢。由鎖模振蕩器直接產(chǎn)生的皮秒或飛秒單脈沖的能量僅在nJ量級(jí)，不能滿足激光加工的需求。通常應(yīng)用再生放大技術(shù)提高峰值功率，獲得性能優(yōu)良的高能量激光。再生放大技術(shù)通過主動(dòng)開關(guān)控制脈沖的注入和導(dǎo)出，同時(shí)也能對(duì)再生腔的損耗進(jìn)行調(diào)制。再生放大的工作過程主要包括泵浦、多次放大和腔倒空輸出三個(gè)階段。在泵浦階段，由于再生腔處于高損耗狀態(tài)，再生腔無激光振蕩，再生腔中的增益介質(zhì)得到持續(xù)的泵浦，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，能量儲(chǔ)存到增益介質(zhì)中。放大階段開始時(shí)，由鎖模振蕩器輸出的低能量種子脈沖導(dǎo)入再生放大腔中，種子脈沖注入后在再生腔內(nèi)多次通過增益介質(zhì)提取能量，在獲得最優(yōu)的脈沖能量后再生腔倒空輸出放大后的超短脈沖。

由再生放大的工作機(jī)理可知，電光Q開關(guān)在不加高壓的泵浦階段，種子脈沖也會(huì)在再生放大腔中往返一次，提取再生放大中增益晶體中的能量。種子脈沖會(huì)伴隨著再生放大脈沖輸出，形成連續(xù)脈沖背底。連續(xù)脈沖背底將會(huì)對(duì)再生放大、后續(xù)功率放大和倍頻產(chǎn)生不利影響。它會(huì)消耗儲(chǔ)存到再生放大器和功率放大中的增益介質(zhì)中的能量，降低再生腔選出的放大脈沖的提取效率。連續(xù)脈沖和選出脈沖放大光斑一般不會(huì)重合，導(dǎo)致光束質(zhì)量變壞。同時(shí)連續(xù)脈沖背底作用到加工樣品上會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱效應(yīng)，影響超短脈沖的精細(xì)加工效果。

對(duì)于重復(fù)頻率十kHz以上的再生放大器采用連續(xù)泵浦的方式。這樣在激光器首次開啟或激光加工間歇期后，由于增益介質(zhì)的持續(xù)儲(chǔ)能致使再生放大器的放大能力遠(yuǎn)大于穩(wěn)定工作時(shí)的放大能力，其首脈沖或前幾個(gè)脈沖的能量總是明顯高于后續(xù)穩(wěn)定脈沖的能量，首脈沖能量是后續(xù)脈沖能量的幾倍，甚至是十幾倍。對(duì)于超短脈沖激光器來說，如此高能量的首脈沖對(duì)應(yīng)的激光峰值功率密度可達(dá)到GW/cm²，極易造成光學(xué)元器件的損傷，降低激光器的使用壽命。同時(shí)在加工對(duì)脈沖能量敏感的材料時(shí)，可造成材料破裂、缺損、加工效果不一致等現(xiàn)象，大大影響了精細(xì)加工的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提出一種雙電光Q開關(guān)再生放大裝置，這種雙電光Q開關(guān)再生放大裝置能夠消除連續(xù)脈沖背底，避免首脈沖效應(yīng)，進(jìn)而能夠避免造成光學(xué)元器件的損傷，提高激光器的使用壽命，并能提高材料的加工效果。

基于上述目的本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N雙電光Q開關(guān)再生放大裝置，一包括：光路部分和電學(xué)部分，所述光路部分按照光的傳播路徑依次包括：激光發(fā)射模塊、第一光隔離系統(tǒng)、第一電光Q開關(guān)模塊、再生放大腔模塊和第二電光Q開關(guān)模塊，所述電學(xué)部分包括同步觸發(fā)器、第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源；

所述第一光隔離系統(tǒng)按照光的傳播路徑依次包括第一偏振片、法拉第旋光器和二分之一波片；

所述第一電光Q開關(guān)模塊按照光的傳播路徑依次包括第一電光Q開關(guān)和第三鏡片；

所述第二電光Q開關(guān)模塊按照光的傳播路徑依次包括第二電光Q開關(guān)、四分之一波片和第六鏡片；

所述再生放大腔模塊按照光的傳播路徑依次包括第二偏振片、第三偏振片、第四鏡片、泵浦源、第五鏡片、增益晶體、第四偏振片和第五偏振片；

所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源與所述第一電光Q開關(guān)電連接，用于為所述第一電光Q開關(guān)提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源與所述第二電光Q開關(guān)電連接，用于為所述第二電光Q開關(guān)提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

所述同步觸發(fā)器分別與所述激光發(fā)射模塊、所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源電連接，所述同步觸發(fā)器用于鎖定所述激光發(fā)射模塊輸出的脈沖序列，以及產(chǎn)生四路觸發(fā)信號(hào)，所述四路觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源的工作或關(guān)斷。

進(jìn)一步地，還包括：第二光隔離系統(tǒng)，所述第二光隔離系統(tǒng)位于所述激光發(fā)射模塊和所述第一光隔離系統(tǒng)之間，用于防止后續(xù)脈沖進(jìn)入到所述激光發(fā)射模塊中。

進(jìn)一步地，還包括第一鏡片和第二鏡片，所述第一鏡片和第二鏡片設(shè)置在所述第二光隔離系統(tǒng)和所述第一光隔離系統(tǒng)之間，用于將所述第二光隔離系統(tǒng)的出射光反射到所述第一光隔離系統(tǒng)中。

可選地，所述激光發(fā)射模塊為鎖模振蕩器。

進(jìn)一步地，所述第一光隔離系統(tǒng)還包括收光裝置，所述收光裝置用于收集未參與再生放大的種子脈沖以及消除首脈沖效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的納秒脈沖。

基于上述目的，本申請(qǐng)還提供一種利用所述的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除連續(xù)脈沖背底的方法，包括泵浦、多次放大和腔倒空輸出三個(gè)階段；

在泵浦階段，通過控制所述同步觸發(fā)器進(jìn)而控制所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源，使所述第一電光Q開關(guān)和所述第二電光Q開關(guān)加壓為0V，激光通過電光Q開關(guān)不引入光程差，鎖模激光器發(fā)出的水平偏振種子脈沖先后經(jīng)過第一偏振片、法拉第旋轉(zhuǎn)器與二分之一波片，仍為水平偏振，經(jīng)第二偏振片入射到第一電光Q開關(guān)模塊中，偏振激光經(jīng)第三鏡片反射，先后兩次經(jīng)過第一電光Q開關(guān)，仍為水平偏振，經(jīng)第二偏振片透射輸出，輸出的種子脈沖由隔離系統(tǒng)隔離輸出，不會(huì)進(jìn)入后續(xù)放大光路形成連續(xù)脈沖背底；

在多次放大階段，先通過控制所述同步觸發(fā)器進(jìn)而控制所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源，使所述第一電光Q開關(guān)和所述第二電光Q開關(guān)加壓為四分之一波長延遲電壓，水平偏振的種子脈沖先后兩次經(jīng)過第一電光Q開關(guān)被旋轉(zhuǎn)90°變成垂直偏振，經(jīng)第二偏振片反射進(jìn)入再生放大腔模塊，并經(jīng)第五偏振片反射進(jìn)入第二電光Q開關(guān)模塊，再將第一電光Q開關(guān)的電壓降到0V，種子脈沖激光兩次通過第二電光Q開關(guān)和四分之一波片后偏振特性未發(fā)生變化，再次通過第一電光Q開關(guān)后偏振特性也不發(fā)生改變，這樣就可以鎖定脈沖保留在再生放大腔內(nèi)，多次通過增益介質(zhì)提取能量；

在腔倒空輸出階段，通過控制所述同步觸發(fā)器進(jìn)而控制所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源，使所述第二電光Q開關(guān)加壓為0V，種子脈沖激光兩次通過四分之一波片變?yōu)樗狡?，通過第五偏振片透射輸出。

基于上述目的，本申請(qǐng)還提供一種利用所述的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除首脈沖效應(yīng)的方法，包括：

當(dāng)首次開啟所述裝置或激光加工間歇期后，控制同步觸發(fā)器使第二電光Q開關(guān)處于開啟狀態(tài)，再生放大腔中的噪聲輻射形成的納秒量級(jí)的激光脈沖消耗增益晶體的儲(chǔ)能，當(dāng)增益晶體的儲(chǔ)能降低到超短脈沖正常再生放大時(shí)的水平時(shí)，控制同步觸發(fā)器使第一電光Q開關(guān)處于開啟狀態(tài)，使再生放大腔將納秒量級(jí)的激光脈沖輸出，并將納秒量級(jí)的激光脈沖通過隔離系統(tǒng)隔離至收光裝置中，種子脈沖會(huì)進(jìn)入到再生放大腔模塊中；

當(dāng)納秒量級(jí)的激光脈沖完全輸出干凈后，控制同步觸發(fā)器使第一電光Q開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將種子脈沖鎖定至再生放大腔模塊中，進(jìn)行多次放大；

當(dāng)種子脈沖放大到所需脈沖能量時(shí)，控制同步觸發(fā)器使第二電光Q開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，釋放多次放大后的種子脈沖。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾p電光Q開關(guān)再生放大裝置能夠消除連續(xù)脈沖背底，避免首脈沖效應(yīng)，進(jìn)而能夠避免造成光學(xué)元器件的損傷，提高激光器的使用壽命，并能提高材料的加工效果。本申請(qǐng)

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中再生放大過程中連續(xù)脈沖背底現(xiàn)象的示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中再生放大裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置的示意圖；

圖4為利用本申請(qǐng)實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除超短首脈沖效應(yīng)的工作原理的示意圖；

圖5為利用本申請(qǐng)另一實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除超短首脈沖效應(yīng)的工作原理的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)一步詳細(xì)說明。

需要說明的是，本申請(qǐng)實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對(duì)此不再一一說明。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中再生放大過程中連續(xù)脈沖背底現(xiàn)象的示意圖；

如圖2所示，為現(xiàn)有技術(shù)中再生放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。鎖模振蕩器產(chǎn)生的超短脈沖先經(jīng)過電光Q開關(guān)1和偏振片TFP1組成的脈沖選單系器將需要放大的脈沖分離選出，選出的脈沖注入再生腔由電光Q開關(guān)2組成的電光系統(tǒng)約束到再生腔中進(jìn)行多次放大。脈沖選單器電光Q開關(guān)1工作電壓為λ/2延遲電壓，增加了驅(qū)動(dòng)電源的高壓壓力同時(shí)降低了電光Q開關(guān)的開啟和關(guān)斷速度。

本申請(qǐng)主要介紹一種雙電光Q開關(guān)的再生放大器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的再生放大器使種子脈沖雙程通過選單結(jié)構(gòu)，使脈沖選單結(jié)構(gòu)的電光Q開關(guān)工作在四分之一波電壓，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)方案工作電壓降低一半，減小了驅(qū)動(dòng)電源高壓壓力。

另外通過對(duì)再生放大器的雙電光Q開關(guān)進(jìn)行時(shí)序控制，利用再生放大器的納秒腔倒空輸出，釋放再生放大器增益晶體儲(chǔ)存的能量，抑制首脈沖能量。同時(shí)將再生放大器的腔倒空輸出的納秒脈沖和連續(xù)脈沖背底異光路輸出，保證再生放大后超短脈沖的純凈性，提高激光加工的效果。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種雙電光Q開關(guān)再生放大裝置，包括：光路部分和電學(xué)部分，所述光路部分按照光的傳播路徑依次包括：激光發(fā)射模塊、第一光隔離系統(tǒng)、第一電光Q開關(guān)模塊、再生放大腔模塊和第二電光Q開關(guān)模塊，所述電學(xué)部分包括同步觸發(fā)器、第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源；

所述第一光隔離系統(tǒng)按照光的傳播路徑依次包括第一偏振片、法拉第旋光器和二分之一波片；

所述第一電光Q開關(guān)模塊按照光的傳播路徑依次包括第一電光Q開關(guān)和第三鏡片；

所述第二電光Q開關(guān)模塊按照光的傳播路徑依次包括第二電光Q開關(guān)、四分之一波片和第六鏡片；

所述再生放大腔模塊按照光的傳播路徑依次包括第二偏振片、第三偏振片、第四鏡片、泵浦源、第五鏡片、增益晶體、第四偏振片和第五偏振片；

所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源與所述第一電光Q開關(guān)電連接，用于為所述第一電光Q開關(guān)提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源與所述第二電光Q開關(guān)電連接，用于為所述第二電光Q開關(guān)提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)；

所述同步觸發(fā)器分別與所述激光發(fā)射模塊、所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源電連接，所述同步觸發(fā)器用于鎖定所述激光發(fā)射模塊輸出的脈沖序列，以及產(chǎn)生四路觸發(fā)信號(hào)，所述四路觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源的工作或關(guān)斷。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置，能夠避免造成光學(xué)元器件的損傷而降低激光器的使用壽命的同時(shí)，降低對(duì)脈沖能量敏感的材料的加工的影響消除連續(xù)脈沖背底和首脈沖效應(yīng)的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置。

作為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，在上述雙電光Q開關(guān)再生放大裝置的基礎(chǔ)上，還包括第二光隔離系統(tǒng)，所述第二光隔離系統(tǒng)設(shè)置在激光發(fā)射模塊和所述第一光隔離系統(tǒng)之間，用于防止后續(xù)脈沖進(jìn)入到所述激光發(fā)射模塊中。

作為本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例，還包括第一鏡片和第二鏡片，所述第一鏡片和第二鏡片設(shè)置在所述第二光隔離系統(tǒng)和所述第一光隔離系統(tǒng)之間，用于將所述第二光隔離系統(tǒng)的出射光反射到所述第一光隔離系統(tǒng)中。

優(yōu)選的，上述實(shí)施例中的激光發(fā)射模塊為鎖模振蕩器。

作為本申請(qǐng)的再一個(gè)實(shí)施例，所述第一光隔離系統(tǒng)還包括收光裝置，所述收光裝置用于收集未參與再生放大的種子脈沖以及消除首脈沖效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的納秒脈沖。

作為本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例，如圖3所示，為本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置的示意圖。從圖中可以看出，本實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置包括：光路部分和電學(xué)部分，所述光路部分按照光的傳播路徑依次包括：激光發(fā)射模塊1、第一光隔離系統(tǒng)3、第一電光Q開關(guān)模塊4、再生放大腔模塊6和第二電光Q開關(guān)模塊5，所述電學(xué)部分包括同步觸發(fā)器7、第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11；

所述第一光隔離系統(tǒng)3按照光的傳播路徑依次包括第一偏振片302、法拉第旋光器303和二分之一波片304；

所述第一電光Q開關(guān)模塊4按照光的傳播路徑依次包括第一電光Q開關(guān)401和第三鏡片402；

所述第二電光Q開關(guān)模塊5按照光的傳播路徑依次包括第二電光Q開關(guān)501、四分之一波片502和第六鏡片503；

所述再生放大腔模塊6按照光的傳播路徑依次包括第二偏振片601、第三偏振片602、第四鏡片603、泵浦源604、第五鏡片605、增益晶體606、第四偏振片607和第五偏振片608；

所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10與所述第一電光Q開關(guān)401電連接，用于為所述第一電光Q開關(guān)401提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11與所述第二電光Q開關(guān)501電連接，用于為所述第二電光Q開關(guān)501提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

所述同步觸發(fā)器7分別與所述激光發(fā)射模塊1、所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11電連接，所述同步觸發(fā)器7用于鎖定所述激光發(fā)射模塊1輸出的脈沖序列，以及產(chǎn)生四路觸發(fā)信號(hào)，所述四路觸發(fā)信號(hào)用于觸發(fā)所述第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10和所述第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11的工作或關(guān)斷。

此外，還包括第二光隔離系統(tǒng)2，所述第二光隔離系統(tǒng)2位于所述激光發(fā)射模塊1和所述第一光隔離系統(tǒng)3之間，用于防止后續(xù)脈沖進(jìn)入到所述激光發(fā)射模塊中。

為了改變光路，本實(shí)施中還，還包括第一鏡片8和第二鏡片9，所述第一鏡片8和第二鏡片9設(shè)置在所述第二光隔離系統(tǒng)2和所述第一光隔離系統(tǒng)3之間，用于將所述第二光隔離系統(tǒng)2的出射光反射到所述第一光隔離系統(tǒng)3中。

優(yōu)選的，上述實(shí)施例中的激光發(fā)射模塊為鎖模振蕩器，用于產(chǎn)生重復(fù)頻率為數(shù)十MHz的超短脈沖序列。此外，所述第一光隔離系統(tǒng)3還包括收光裝置301，所述收光裝置301用于收集未參與再生放大的種子脈沖以及消除首脈沖效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的納秒脈沖。

同步觸發(fā)器可以鎖定鎖模振蕩器輸出的脈沖序列，產(chǎn)生四路高精度觸發(fā)信號(hào)，可用于觸發(fā)第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10和第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11的工作或關(guān)斷；

第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10可為第一電光Q開關(guān)401提供時(shí)間長度可調(diào)節(jié)的高壓驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)接收到同步觸發(fā)器觸發(fā)信號(hào)A時(shí)打開驅(qū)動(dòng)源，提供第一電光Q開關(guān)401所需的四分之一電壓，接收到同步觸發(fā)器觸發(fā)信號(hào)B時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)源；第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源11作用于第二電光Q開關(guān)501，與第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源10起到的作用相同。

如圖4所示，為利用本申請(qǐng)實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除超短首脈沖效應(yīng)的工作原理的示意圖。當(dāng)用本實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除連續(xù)脈沖背底時(shí)，包括泵浦、多次放大和腔倒空輸出三個(gè)階段。

1)泵浦階段t1(第一電光Q開關(guān)電壓為0V、第二電光Q開關(guān)電壓為0V)，第一電光Q開關(guān)和第二電光Q開關(guān)加壓為0V時(shí)，激光通過電光Q開關(guān)不引入光程差。此時(shí)四分之一波片與第六鏡片使激光偏振特性旋轉(zhuǎn)90°，致使再生放大腔模塊輸出率為100％，阻止了自激振蕩的產(chǎn)生；鎖模振蕩器發(fā)出的水平偏振種子脈沖先后經(jīng)過第一偏振片、法拉第旋轉(zhuǎn)器與二分之一波片，仍為水平偏振，經(jīng)第二偏振片入射到再生放大腔模塊中，偏振激光經(jīng)第一鏡反射，先后兩次經(jīng)過第一電光Q開關(guān)，仍為水平偏振，經(jīng)第二偏振片透射輸出。輸出的種子脈沖由隔離系統(tǒng)隔離輸出，不會(huì)進(jìn)入后續(xù)放大光路形成連續(xù)脈沖背底。

2)多次放大階段(第一電光Q開關(guān)在t2時(shí)間段加壓為λ/4延遲電壓，第二電光Q開關(guān)在t2和t3時(shí)間段加壓為λ/4延遲電壓)，在1時(shí)刻第一電光Q開關(guān)和第二電光Q開關(guān)同時(shí)加載λ/4延遲電壓，當(dāng)種子脈沖先后兩次經(jīng)過第一電光Q開關(guān)被旋轉(zhuǎn)90°變成垂直偏振，經(jīng)第二偏振片反射進(jìn)入再生放大腔模塊，在3時(shí)刻第一電光Q開關(guān)電壓降到0V，種子脈沖激光兩次通過第二電光Q開關(guān)和四分之一波片后偏振特性未發(fā)生變化。由于第一電光Q開關(guān)已為0V，再次通過第一電光Q開關(guān)后偏振特性也不發(fā)生改變，這樣就可以鎖定脈沖保留在腔內(nèi)，多次通過增益介質(zhì)提取能量。

3)腔倒空輸出階段(第一電光Q開關(guān)電壓為0V、第二電光Q開關(guān)電壓為0V)，種子脈沖在再生放大腔模塊中多次通過后，其能量因增益飽和而達(dá)到最大值。再生放大腔模塊內(nèi)的脈沖為垂直偏振時(shí)，第二電光Q開關(guān)上的電壓降到0V。脈沖兩次通過四分之一波片變?yōu)樗狡?，通過第五偏振片透射輸出。之后再生放大器進(jìn)入泵浦階段，按照工作重復(fù)頻率持續(xù)輸出超短脈沖。

如圖5所示，為利用本申請(qǐng)另一實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除超短首脈沖效應(yīng)的工作原理的示意圖。當(dāng)用本實(shí)施例的雙電光Q開關(guān)再生放大裝置消除超短激光在再生放大中的首脈沖效應(yīng)時(shí)，在工作起始時(shí)讓再生放大裝置先工作在納秒腔倒空狀態(tài)消耗增益晶體儲(chǔ)能，1)當(dāng)首次開啟所述裝置時(shí)或激光加工間歇期后，增益晶體儲(chǔ)能水平較高。在1時(shí)刻同步觸發(fā)器給第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源提供觸發(fā)信號(hào)C，開啟第二電光Q開關(guān)，再生放大腔模塊處于低損耗狀態(tài)。再生放大腔模塊中的噪聲輻射可以在再生放大腔模塊中多次振蕩形成寬度為納秒量級(jí)的激光脈沖，激光脈沖的形成和成長消耗增益晶體的儲(chǔ)能。通過控制第一電光Q開關(guān)的開啟時(shí)間t1可以改變脈沖能量的大小，從而間接控制增益晶體的儲(chǔ)能。當(dāng)增益晶體的儲(chǔ)能降低到超短脈沖正常再生放大時(shí)的水平時(shí)(2時(shí)刻)，同步觸發(fā)器給第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源提供觸發(fā)信號(hào)A，開啟第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源，再生放大腔模塊處于高損耗狀態(tài)，輸出納秒脈沖。由于脈沖寬度是數(shù)十納秒(由再生放大腔腔長決定)，峰值功率密度極低(MW/cm²量級(jí))不會(huì)損傷光學(xué)元器件。輸出的納秒脈沖會(huì)通過隔離系統(tǒng)隔離至收光裝置中。第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源開啟期間，種子脈沖會(huì)進(jìn)入到再生放大腔模塊中；

2)當(dāng)納秒脈沖完全輸出干凈后，在3時(shí)刻同步觸發(fā)器給第一電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源提供觸發(fā)信號(hào)B，關(guān)閉第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源，再生放大腔模塊處于低損耗狀態(tài)，同時(shí)將種子脈沖鎖定至再生放大腔模塊中，由于t2非常短僅為幾十納秒可以認(rèn)為增益晶體儲(chǔ)能沒有發(fā)生變化；

3)鎖定的種子脈沖在再生放大腔模塊中進(jìn)行多次放大。當(dāng)超短脈沖放大到所需脈沖能量(4時(shí)刻)時(shí)，同步觸發(fā)器給第二電光Q開關(guān)驅(qū)動(dòng)源提供觸發(fā)信號(hào)D關(guān)閉第二電光Q開關(guān)，再生放大腔模塊處于高損耗狀態(tài)，釋放超短脈沖。之后再生放大腔模塊進(jìn)入泵浦階段，增益晶體儲(chǔ)能升高。泵浦時(shí)間t4由再生放大裝置的工作重復(fù)頻率決定；

4)再生放大裝置進(jìn)入工作模式1按照工作重復(fù)頻率持續(xù)輸出超短脈沖。

本申請(qǐng)的優(yōu)點(diǎn)是：該結(jié)構(gòu)的再生放大裝置使種子脈沖雙程通過選單結(jié)構(gòu)，使脈沖選單結(jié)構(gòu)的電光Q開關(guān)工作在λ/4延遲電壓，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)方案工作電壓降低一半，減小了驅(qū)動(dòng)電源高壓壓力。另外通過對(duì)再生放大裝置的雙電光Q開關(guān)進(jìn)行時(shí)序控制，利用再生放大裝置的納秒腔倒空輸出，釋放再生放大腔模塊的增益晶體儲(chǔ)存的能量，抑制首脈沖能量。同時(shí)將再生放大腔模塊的腔倒空輸出的納秒脈沖和連續(xù)脈沖背底異光路輸出，保證再生放大后超短脈沖的純凈性，提升激光加工的效果。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本申請(qǐng)的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本申請(qǐng)的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細(xì)節(jié)中提供。

另外，為簡化說明和討論，并且為了不會(huì)使本申請(qǐng)難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(IC)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本申請(qǐng)難以理解，并且這也考慮了以下事實(shí)，即關(guān)于這些框圖裝置的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)是高度取決于將要實(shí)施本申請(qǐng)的平臺(tái)的(即，這些細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)完全處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi))。在闡述了具體細(xì)節(jié)(例如，電路)以描述本申請(qǐng)的示例性實(shí)施例的情況下，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下或者這些具體細(xì)節(jié)有變化的情況下實(shí)施本申請(qǐng)。因此，這些描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。

盡管已經(jīng)結(jié)合了本申請(qǐng)的具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前面的描述，這些實(shí)施例的很多替換、修改和變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲(chǔ)器架構(gòu)(例如，動(dòng)態(tài)RAM(DRAM))可以使用所討論的實(shí)施例。

本申請(qǐng)的實(shí)施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。