[其他]在一个声光器件中同时实现激光调Q锁模的方法及行-驻波双功能声光器件

说明书

在一个声光器件中同时实现激光调Ｑ锁模的方法及用于该方法的行－－驻波双功能声光器件。该方法是在同一个介质中建立行波和驻波二维超声场，当光线沿着分别与行波和驻波波面成布喇格角的方向入射时，在二个方向产生布喇格衍射，在激光器中同时起调Ｑ和锁模作用。该声光器件由声光介质、驻波换能器、行波换能器、吸声材料匹配网络和高频插座组成。本发明可提高连续Ｎｄ：ＹＡＧ调Ｑ／锁模激光器的输出功率，降低制造成本，扩展应用范围。

本发明属于激光器类。

连续Nd∶YAG调Q/锁模激光器是产生较高峰值功率的微微秒（10^-12秒）超短激光脉冲的重要方法。由于该激光器具有较高的稳定性和脉冲重复率高、寿命长等优点，因而成为当前瞬态光谱学、激光化学、激光生物学等领域的重要研究工具，同时还可直接应用于激光医疗和光导纤维测试等。但是由于这种激光器腔内插入件多，仅声光器件就有四个反射面和二个吸收体，所以腔内损耗大，使该激光器输出的超短光脉冲序列的平均功率一般都比较低。因此，提高这种激光器的平均功率和扩大其应用范围，是当前国内外研究的发展趋势。

现有的单功能声光器件分别为Q开关声关器件和锁模声光调制器，只能在每一个介质中建立一维超声场，即Q开关声光器件在一个声光介质内建立一维行波场，锁模声光调制器在另一个声光介质内建立一维驻波场。当这二种声光器件分别插入激光腔内不同位置并满足各自不同的入射条件时，才能实现同时调Q锁模运转。目前国外制造连续Nd∶YAC调Q/锁模激光器的主要公司是美国的Spec＊aphysics公司和Quantronix公司，他们均采用在激光谐振腔内同时插入两个单功能声光器件，即行波声光Q开关和驻波声光锁模调制器，来达到同时调Q/锁模运转的目的。这种声光器件由于材料昂贵，工艺复杂、难度大，成品率不高，因而价格较高，每只声光器件折合人民币5000元以上。

本发明的目的在于减少激光腔内插入件损耗，提高连续Nd∶YAG调Q/锁模激光器的输出功率，降低激光器的成本。

本发明的内容是：

1.在同一介质中建立行波和驻波二维超声场。可以在声光介质的X方法（见图1）建立行波超声场，在与X方法正交的Y方向建立驻波超声场。光线可以沿着分别与行波波面和驻波波面形成布喇格角（Bragg）的方向入射，在X和Y二个方向产生布喇格衍射，在激光器中同时起调Q与锁模的作用。

2.用于激光调Q锁模方法的行-驻波双功能声光器件。该声光器件是由声光介质、驻波换能器、行波换能器、吸声材料、高频插座组成，高频插座装在声光器件二侧，行波换能器与驻波换能器的射频驱动信号分别通过高频插座输入，声光器件的匹配网络采用金属隔离屏蔽，该匹配网络可以由微调电容器、环形铁芯电感组成且与行波换能器和驻波换能器的引出线相连。在位于驻波换能器对面的底座上还有一个空气隙。

本发明的优点在于：

1.由于用了一个双功能声光器件代替通常的两个单功能声光器件，使连续Nd∶YAG调Q/锁模激光器的腔内总的插入光损耗减少约30%，从而使这类激光器的输出功率大幅度提高，大大扩展了其应用范围。

2.本发明由于只采用一个声光器件，因此使激光器的制造成本大大降低。

附图说明及发明实例：

图1为二维声光器件示意图。

图2为二维声光器件作用原理图。

图3为二维声光器件结构图。

（1）为石英玻璃（融凝石英）声光介质，该声光介质与Z轴正交的两个平面为通光面，在介质的两个相互垂直的侧面粘结或铟焊着驻波换能器（2）和行波换能器（3）。换能器是两片极化方向相反的36°Y切LN晶片，在其背面的电极需倾斜一个布喇格角。与行波换能器（3）相对的介质面有一个倾斜倒角φ，并涂有一层适当厚度的铅橡胶吸声材料（4）;与驻波换能器（2）相对的介质面是一个平行度与平整度均较好的表面，并在与其粘结的金属底座上开一空气隙槽（9），这样有利于驻波超声场的形成。