一種快速切換偏振態的調q脈衝雷射器的製造方法
2024-01-21 16:27:15 1
一種快速切換偏振態的調q脈衝雷射器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，所述雷射器採用電光調Q開關和四分之一波片相配合，使諧振腔產生的短脈衝雷射變為完全偏振雷射，實現了偏振態的高速切換，從而實現了兩種偏振態的雷射交替輸出，有效拓展了調Q脈衝雷射器的使用範圍。本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器使用的光學元器件為常用器件，易於集成裝調，具有結構簡單、切換迅速的優點。
【專利說明】
一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器
技術領域
[0001]本實用新型屬於短脈衝全固態雷射器領域，具體涉及一種快速切換偏振態的調Q 脈衝雷射器。【背景技術】
[0002]測量偏振雷射與物質作用產生的反射光和透射光會獲得介質的許多重要信息，如通過分析大氣雷射雷達系統對雲層散射光的偏振特性能探測大氣中氣溶膠的存在;在成像技術應用領域中，偏振光的成像技術已經用於生物醫學成像技術，在水下成像應用中，採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Q短脈衝全固態雷射器在空間測距、照明、雷射加工、光電對抗的領域具有廣泛的發展前景及應用領域，近年來國內外都進行了大量的理論及實驗研究，實現了平均功率數千瓦級、單脈衝能量數焦爾的雷射輸出。
[0004]但是，無論雷射器採用M0PA或諧振腔的技術路線，雷射的光束質量、脈衝寬度、能量穩定性、偏振態等主要指標由主振蕩級決定，雷射器只能實現單偏振態的短脈衝雷射輸出。當前亟需一種能夠實現偏振態交替輸出、快速切換，且可以利用雷射的偏振態實現波長切換、光路切換功能的雷射器。
【發明內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是提供一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器。
[0006]本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特點是，包括全反鏡、慄浦模塊、偏振鏡、四分之一波片、電光調Q開關、輸出鏡，所述的全反鏡、慄浦模塊、偏振鏡、四分之一波片、電光調Q開關、輸出鏡沿光軸方向順序串聯連接，全反鏡、慄浦模塊、四分之一波片、 電光調Q開關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]本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特點是，包括全反鏡、慄浦模塊、四分之一波片、電光調Q開關、輸出鏡;所述的慄浦模塊的晶體為選偏雷射晶體;所述的全反鏡、慄浦模塊、四分之一波片、電光調Q開關、輸出鏡沿光軸方向順序串聯連接，全反鏡、 慄浦模塊、四分之一波片、電光調Q開關和輸出鏡與光軸垂直。
[0008]所述的全反鏡的材料為光學玻璃，靠近慄浦模塊的側面鍍反射膜，反射膜的反射率多99.5%;全反鏡的另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0009]所述的慄浦模塊的晶體材料為摻雜Nd離子的雷射晶體材料，慄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玻璃，一個側面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個側面鍍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%〇[〇〇12]所述的電光調Q開關的材料為KDP或KD*P，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%〇
[0013]所述的輸出鏡的材料為光學玻璃，靠近電光調Q開關的側面鍍反射膜，反射膜的反射率範圍為1 〇%至95%;另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0014]本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，全反鏡和輸出鏡構成了諧振腔， 諧振腔內加入偏振鏡後，只有偏振態為P的雷射才能在諧振腔內振蕩，加入四分之一波片後，由於四分之一波片與偏振鏡共同作用，諧振腔損耗增大，雷射不能形成振蕩，利用升壓方式使電光調Q開關產生正向或負向四分之一波長的相位，使諧振腔產生調Q短脈衝雷射， 電光調Q開關與四分之一波片相疊加後，改變或保持雷射的偏振態。通過使加載在電光調Q 開關上的電壓快速切換，在不改變輸出雷射其他參數的情況下，可使雷射器輸出ns級短脈衝雷射同時，實現雷射偏振態快速切換、交替輸出。
[0015]本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器能夠實現調Q脈衝雷射器輸出雷射的偏振態快速切換、交替輸出，可有效拓展調Q脈衝雷射器的使用方式，使用的光學元器件為常用器件，易於集成裝調，具有結構簡單、切換迅速的優點。【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器結構示意圖。
[0017]圖2為本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器結構示意圖(無偏振鏡)。
[0018]圖中，1.全反鏡2.慄浦模塊3.偏振鏡4.四分之一波片5.電光調Q開關6.輸出鏡。【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例詳細說明本實用新型。
[0020]如圖1所示，本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，包括全反鏡1、慄浦模塊2、偏振鏡3、四分之一波片4、電光調Q開關5、輸出鏡6，全反鏡1、慄浦模塊2、偏振鏡3、四分之一波片4、電光調Q開關5、輸出鏡6沿光軸方向順序串聯連接，全反鏡1、慄浦模塊2、四分之一波片4、電光調Q開關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。 [〇〇21]如圖2所示，當慄浦模塊2的晶體為選偏雷射晶體時，本實用新型的快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器無偏振鏡3，包括全反鏡1、慄浦模塊2、四分之一波片4、電光調Q開關5、 輸出鏡6;所述的慄浦模塊2的晶體為選偏雷射晶體;所述的全反鏡1、慄浦模塊2、四分之一波片4、電光調Q開關5、輸出鏡6沿光軸方向順序串聯連接，全反鏡1、慄浦模塊2、四分之一波片4、電光調Q開關5和輸出鏡6與光軸垂直。
[0022]全反鏡1的材料為光學玻璃，靠近慄浦模塊2的側面鍍反射膜，反射膜的反射率多 99.5%;全反鏡1的另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0023]慄浦模塊2的晶體材料為摻雜Nd離子的雷射晶體材料，慄浦模塊2的雙面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。
[0024]偏振鏡3的材料為光學玻璃，一個側面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個側面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%。[〇〇25]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%。[〇〇26]電光調Q開關5的材料為KDP或KD*P，雙面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%。
[0027]輸出鏡6的材料為光學玻璃，靠近電光調Q開關5的側面鍍反射膜，反射膜的反射率範圍為10%至95%;另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。[〇〇28] 實施例1[〇〇29] 本實施例中，全反鏡1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，反射率彡99.5%，平面鍍1064腹透射膜，透射率彡 99.5%〇
[0030]慄浦模塊2為棒狀二極體雷射慄浦模塊，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%。[〇〇31]偏振鏡3為平鏡，通光口徑30mm，材料為折射率1.45的熔石英，一個側面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多99.5%;另一個側面鍍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，本實施例為56.5°。[〇〇32]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%。 [〇〇33]電光調Q開關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%〇[〇〇34] 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，反射膜的反射率範圍為10%至95%，平面鍍透射膜，透射膜的透射率多 99.5%〇
[0035]工作時，慄浦模塊2發射的慄浦光脈寬為250微秒，電光調Q開關5在慄浦光脈寬末端打開，時長30微秒，經偏振鏡3後雷射偏振態為P偏振光，當加載在電光調Q開關5上的電壓為正向四分之一相位的電壓時，該四分之一相位與四分之一波片4產生的相位相疊加產生正向二分之一相位，此時雷射器輸出雷射為ns級短脈寬S偏振態雷射；當加載在電光調Q開關5上的電壓為負向四分之一相位的電壓時，該四分之一相位與四分之一波片4產生的相位相抵消，此時雷射器輸出雷射為ns級短脈寬P偏振態雷射，通過加載在電光調Q開關上的電壓的快速切換，在不改變輸出雷射其他參數的情況下，可使雷射器輸出的雷射偏振態快速切換、交替輸出。
[0036]實施例2
[0037]本實施例與實施例1的實施方式基本相同，主要區別在於，無偏振鏡3。慄浦模塊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，其餘的光學鏡片或光學元件鍍相應l〇47nm或1053nm膜層，因沿A軸或C軸切割的Nd:YLF晶體產生雷射為偏振光，因此本實施例可以不使用偏振鏡3。
[0038]本實用新型不局限於上述【具體實施方式】，所屬技術領域的技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述雷射器包括全反鏡(1)、慄 浦模塊(2)、偏振鏡(3)、四分之一波片(4)、電光調Q開關(5)、輸出鏡(6)，所述的全反鏡(1)、 慄浦模塊(2 )、偏振鏡(3)、四分之一波片(4)、電光調Q開關(5 )、輸出鏡(6 )沿光軸方向順序 串聯連接，全反鏡(1)、慄浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調Q開關(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.—種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述雷射器包括全反鏡(1 )、慄 浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調Q開關(5 )、輸出鏡(6 );所述的慄浦模塊(2 )的晶體為 選偏雷射晶體;所述的全反鏡(1 )、慄浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調Q開關(5 )、輸出 鏡(6)沿光軸方向順序串聯連接，全反鏡(1)、慄浦模塊(2)、四分之一波片(4)、電光調Q開關 (5)和輸出鏡(6)與光軸垂直。3.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述 的全反鏡(1)的材料為光學玻璃，靠近慄浦模塊(2)的側面鍍反射膜，反射膜的反射率多 99.5%;全反鏡(1)的另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率多99.5%。4.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述 的慄浦模塊(2 )的晶體材料為摻雜Nd離子的雷射晶體材料，慄浦模塊(2 )的雙面鍍透射膜， 透射膜的透射率多99.5%。5.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述 的偏振鏡(3 )的材料為光學玻璃，一個側面鍍P偏振光透射膜，P偏振光透射膜的透射率多 99.5%;另一個側面鍍S偏振光高反膜，S偏振光高反膜的反射率多99.5%。6.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，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.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述 的電光調Q開關(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.根據權利要求1或2所述的一種快速切換偏振態的調Q脈衝雷射器，其特徵在於，所述 的輸出鏡(6)的材料為光學玻璃，靠近電光調Q開關(5)的側面鍍反射膜，反射膜的反射率範 圍為10%至95%;另一側面鍍透射膜，透射膜的透射率彡99.5%。
【文檔編號】H01S3/115GK205724360SQ201620537574
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月6日
【發明人】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用電子學研究所