一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)q脈沖激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，所述激光器采用電光調(diào)Q開關(guān)和四分之一波片相配合，使諧振腔產(chǎn)生的短脈沖激光變?yōu)橥耆窦す猓瑢?shí)現(xiàn)了偏振態(tài)的高速切換，從而實(shí)現(xiàn)了兩種偏振態(tài)的激光交替輸出，有效拓展了調(diào)Q脈沖激光器的使用范圍。本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器使用的光學(xué)元器件為常用器件，易于集成裝調(diào)，具有結(jié)構(gòu)簡單、切換迅速的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于短脈沖全固態(tài)激光器領(lǐng)域，具體涉及一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]測量偏振激光與物質(zhì)作用產(chǎn)生的反射光和透射光會(huì)獲得介質(zhì)的許多重要信息，如通過分析大氣激光雷達(dá)系統(tǒng)對云層散射光的偏振特性能探測大氣中氣溶膠的存在;在成像技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，偏振光的成像技術(shù)已經(jīng)用于生物醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，在水下成像應(yīng)用中，采用線偏振光或圓偏振光作為照明光源，可以提高水下物體圖像的對比度。
[0003]大能量、調(diào)Q短脈沖全固態(tài)激光器在空間測距、照明、激光加工、光電對抗的領(lǐng)域具有廣泛的發(fā)展前景及應(yīng)用領(lǐng)域，近年來國內(nèi)外都進(jìn)行了大量的理論及實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了平均功率數(shù)千瓦級、單脈沖能量數(shù)焦?fàn)柕募す廨敵觥?br>[0004]但是，無論激光器采用MOPA或諧振腔的技術(shù)路線，激光的光束質(zhì)量、脈沖寬度、能量穩(wěn)定性、偏振態(tài)等主要指標(biāo)由主振蕩級決定，激光器只能實(shí)現(xiàn)單偏振態(tài)的短脈沖激光輸出。當(dāng)前亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)偏振態(tài)交替輸出、快速切換，且可以利用激光的偏振態(tài)實(shí)現(xiàn)波長切換、光路切換功能的激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器。
[0006]本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特點(diǎn)是，包括全反鏡、栗浦模塊、偏振鏡、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡，所述的全反鏡、栗浦模塊、偏振鏡、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡、栗浦模塊、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡與光軸垂直，偏振鏡與光軸的夾角為布魯斯特角。
[0007]本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特點(diǎn)是，包括全反鏡、栗浦模塊、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡;所述的栗浦模塊的晶體為選偏激光晶體;所述的全反鏡、栗浦模塊、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)、輸出鏡沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡、栗浦模塊、四分之一波片、電光調(diào)Q開關(guān)和輸出鏡與光軸垂直。
[0008]所述的全反鏡的材料為光學(xué)玻璃，靠近栗浦模塊的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率彡99.5%;全反鏡的另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0009]所述的栗浦模塊的晶體材料為摻雜Nd離子的激光晶體材料，栗浦模塊的雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0010]所述的偏振鏡的材料為光學(xué)玻璃，一個(gè)側(cè)面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個(gè)側(cè)面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%。
[0011]所述的四分之一波片的材料為石英晶體，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%ο
[0012]所述的電光調(diào)Q開關(guān)的材料為KDP或KD*P，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%ο
[0013]所述的輸出鏡的材料為光學(xué)玻璃，靠近電光調(diào)Q開關(guān)的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率范圍為10%至95%;另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0014]本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，全反鏡和輸出鏡構(gòu)成了諧振腔，諧振腔內(nèi)加入偏振鏡后，只有偏振態(tài)為P的激光才能在諧振腔內(nèi)振蕩，加入四分之一波片后，由于四分之一波片與偏振鏡共同作用，諧振腔損耗增大，激光不能形成振蕩，利用升壓方式使電光調(diào)Q開關(guān)產(chǎn)生正向或負(fù)向四分之一波長的相位，使諧振腔產(chǎn)生調(diào)Q短脈沖激光，電光調(diào)Q開關(guān)與四分之一波片相疊加后，改變或保持激光的偏振態(tài)。通過使加載在電光調(diào)Q開關(guān)上的電壓快速切換，在不改變輸出激光其他參數(shù)的情況下，可使激光器輸出ns級短脈沖激光同時(shí)，實(shí)現(xiàn)激光偏振態(tài)快速切換、交替輸出。
[0015]本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)Q脈沖激光器輸出激光的偏振態(tài)快速切換、交替輸出，可有效拓展調(diào)Q脈沖激光器的使用方式，使用的光學(xué)元器件為常用器件，易于集成裝調(diào)，具有結(jié)構(gòu)簡單、切換迅速的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器結(jié)構(gòu)示意圖(無偏振鏡)。
[0018]圖中，1.全反鏡2.栗浦模塊3.偏振鏡4.四分之一波片5.電光調(diào)Q開關(guān)6.輸出鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，包括全反鏡1、栗浦模塊
2、偏振鏡3、四分之一波片4、電光調(diào)Q開關(guān)5、輸出鏡6，全反鏡1、栗浦模塊2、偏振鏡3、四分之一波片4、電光調(diào)Q開關(guān)5、輸出鏡6沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡1、栗浦模塊2、四分之一波片4、電光調(diào)Q開關(guān)5和輸出鏡6與光軸垂直，偏振鏡3與光軸的夾角為布魯斯特角。
[0021]如圖2所示，當(dāng)栗浦模塊2的晶體為選偏激光晶體時(shí)，本發(fā)明的快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器無偏振鏡3，包括全反鏡1、栗浦模塊2、四分之一波片4、電光調(diào)Q開關(guān)5、輸出鏡6;所述的栗浦模塊2的晶體為選偏激光晶體;所述的全反鏡1、栗浦模塊2、四分之一波片
4、電光調(diào)Q開關(guān)5、輸出鏡6沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡1、栗浦模塊2、四分之一波片4、電光調(diào)Q開關(guān)5和輸出鏡6與光軸垂直。
[0022]全反鏡I的材料為光學(xué)玻璃，靠近栗浦模塊2的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率多99.5%;全反鏡I的另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0023]栗浦模塊2的晶體材料為摻雜Nd離子的激光晶體材料，栗浦模塊2的雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0024]偏振鏡3的材料為光學(xué)玻璃，一個(gè)側(cè)面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個(gè)側(cè)面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%。
[0025]四分之一波片4的材料為石英晶體，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0026]電光調(diào)Q開關(guān)5的材料為KDP或KD*P，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0027]輸出鏡6的材料為光學(xué)玻璃，靠近電光調(diào)Q開關(guān)5的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率范圍為10%至95%;另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%。
[0028]實(shí)施例1
本實(shí)施例中，全反鏡I為平凹鏡，通光口徑25mm，凹面半徑2000mm，材料為折射率1.45的熔石英，凹面鍍1064nm反射膜，反射率多99.5 %，平面鍍1064nm透射膜，透射率多99.5 %。
[0029]栗浦模塊2為棒狀二極管激光栗浦模塊，棒直徑為4mm，材料為Nd: YAG，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0030]偏振鏡3為平鏡，通光口徑30mm，材料為折射率1.45的熔石英，一個(gè)側(cè)面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個(gè)側(cè)面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%;偏振鏡(3)與光軸的夾角為布魯斯特角，本實(shí)施例為56.5°。
[0031]四分之一波片4為平鏡，通光口徑30mm，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0032]電光調(diào)Q開關(guān)5晶體材料為KDP或KD*P，雙面鍍1064nm透射膜，透射膜的透射率彡99.5%ο ο
[0033]輸出鏡6為平凸鏡，通光口徑25mm，凸面半徑1500mm，材料為折射率1.45的熔石英，凸面鍍1064nm反射膜，反射膜的反射率范圍為10%至95%，平面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%ο
[0034]工作時(shí)，栗浦模塊2發(fā)射的栗浦光脈寬為250微秒，電光調(diào)Q開關(guān)5在栗浦光脈寬末端打開，時(shí)長30微秒，經(jīng)偏振鏡3后激光偏振態(tài)為P偏振光，當(dāng)加載在電光調(diào)Q開關(guān)5上的電壓為正向四分之一相位的電壓時(shí)，該四分之一相位與四分之一波片4產(chǎn)生的相位相疊加產(chǎn)生正向二分之一相位，此時(shí)激光器輸出激光為ns級短脈寬S偏振態(tài)激光；當(dāng)加載在電光調(diào)Q開關(guān)5上的電壓為負(fù)向四分之一相位的電壓時(shí)，該四分之一相位與四分之一波片4產(chǎn)生的相位相抵消，此時(shí)激光器輸出激光為ns級短脈寬P偏振態(tài)激光，通過加載在電光調(diào)Q開關(guān)上的電壓的快速切換，在不改變輸出激光其他參數(shù)的情況下，可使激光器輸出的激光偏振態(tài)快速切換、交替輸出。
[0035]實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的實(shí)施方式基本相同，主要區(qū)別在于，無偏振鏡3。栗浦模塊2的棒材料為Nd: YLF，Nd: YLF晶體沿A軸或C軸切割，雙面鍍1047nm或1053nm增透膜，其余的光學(xué)鏡片或光學(xué)元件鍍相應(yīng)1047nm或1053nm膜層，因沿A軸或C軸切割的NcUYLF晶體產(chǎn)生激光為偏振光，因此本實(shí)施例可以不使用偏振鏡3。
[0036]本發(fā)明不局限于上述【具體實(shí)施方式】，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的激光器包括全反鏡(I)、栗浦模塊(2)、偏振鏡(3)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5)、輸出鏡(6)，所述的全反鏡(1)、栗浦模塊(2)、偏振鏡(3)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5)、輸出鏡(6)沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡(I)、栗浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5)和輸出鏡(6)與光軸垂直，偏振鏡(3)與光軸的夾角為布魯斯特角。2.一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的激光器包括全反鏡(I)、栗浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5)、輸出鏡(6);所述的栗浦模塊(2)的晶體為選偏激光晶體;所述的全反鏡(I)、栗浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5 )、輸出鏡(6)沿光軸方向順序串聯(lián)連接，全反鏡(1)、栗浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調(diào)Q開關(guān)(5)和輸出鏡(6)與光軸垂直。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的全反鏡(I)的材料為光學(xué)玻璃，靠近栗浦模塊(2)的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率多.99.5%;全反鏡(I)的另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的栗浦模塊(2 )的晶體材料為摻雜Nd離子的激光晶體材料，栗浦模塊(2 )的雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的偏振鏡(3 )的材料為光學(xué)玻璃，一個(gè)側(cè)面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多.99.5%;另一個(gè)側(cè)面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的四分之一波片(4)的材料為石英晶體，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的電光調(diào)Q開關(guān)(5)的材料為KDP或KD*P，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種快速切換偏振態(tài)的調(diào)Q脈沖激光器，其特征在于，所述的輸出鏡(6)的材料為光學(xué)玻璃，靠近電光調(diào)Q開關(guān)(5)的側(cè)面鍍反射膜，反射膜的反射率范圍為10%至95%;另一側(cè)面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%。
【文檔編號】H01S3/115GK106025783SQ201610391645
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】唐淳, 靳全偉, 龐毓, 蔣建鋒, 童立新, 譚亮, 崔玲玲
【申請人】中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所