[实用新型]种子注入环形腔电光调Q输出单纵模1053nm系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学仪器与设备技术领域，尤其是涉及一种种子注入环形腔电光调Q输出单纵模1053nm系统。

背景技术

种子注入环形腔电光调Q输出单纵模1053nm型激光器主要应用于惯性约束核聚变装置的单元实验。现有技术中，为了获得窄脉宽1053nm单纵模激光输出，采用Nd:YLF晶体作为工作物质，电光调Q技术、种子注入锁定技术可实现技术指标，但是在注入传统直线腔时存在驻波，引起空间烧孔效应。

实用新型内容

本实用新型的目的在于设计一种新型的种子注入环形腔电光调Q输出单纵模1053nm系统，解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种种子注入环形腔电光调Q输出单纵模1053nm系统，包括工作物质、聚光腔、第一起偏器、第二起偏器、PZT&30度全反镜组合、选模器件、输出镜、法拉第旋光器、半波片、30度全反镜、反馈光纤、33.5度全反镜、检偏器、种子源单模光纤、第一电光调Q器件和第二电光调Q器件，所述工作物质固定在所述聚光腔的内部并且两端穿出所述聚光腔；

所述种子源单模光纤注入窄线宽种子激光到所述33.5度全反镜，经所述33.5度全反镜反射后射入所述检偏器，经所述检偏器再次反射后，依次穿过所述第一电光调Q器件和所述第二电光调Q器件后射入所述PZT&30度全反镜组合；经过所述PZT&30度全反镜组合反射后，依次穿过所述第一起偏器、所述工作物质和所述选模器件射入所述输出镜；部分光线穿过所述输出镜输出；

另一部分光线经过所述输出镜反射后，依次穿过所述第二起偏器、所述法拉第旋光器和所述半波片射入所述30度全反镜；经过所述30度全反镜反射后穿过所述检偏器，再次依次穿过所述第一电光调Q器件和所述第二电光调Q器件，组成闭合回路；

所述30度全反镜连接到所述反馈光缆。

所述第一起偏器、所述第二起偏器分别为第一偏振片、第二偏振片。

所述工作物质为Nd:YLF晶体。

所述第一起偏器与所述Nd:YLF晶体的C轴方向配合放置，和/或所述第二起偏器与所述Nd:YLF晶体的C轴方向配合放置。

所述选模器件为小孔光阑。

所述检偏器为水平偏振片。

本实用新型所要解决的技术问题是，通过种子注入锁定技术、电光调Q技术、环形腔设计避免传统直线腔的空间烧孔效应技术、获得窄脉宽1053nm单纵模激光。

主要技术指标如下：

1、输出波长：1053nm

2、重复频率：5Hz

3、输出能量：10mJ

4、脉冲宽度：约10ns

5、激光模式：TEM00

6、激光线宽：＜0.003cm-1(单纵模)

本实用新型采用的技术方案是：

方案设计目的是为了获得窄脉宽1053nm单纵模激光输出，采用Nd:YLF晶体作为工作物质，电光调Q技术、种子注入锁定技术可实现目标，但是在注入传统直线腔时存在空间烧孔效应，本方案设计采用环形腔避免了空间烧孔效应。

Nd:YLF晶体具及聚光腔是激光器产生振荡输出的核心器件，用于实现钕离子上能级粒子反转。由于Nd:YLF晶体具有上能级寿命长和热导率高的优点，有利于重频工作输出窄脉宽激光，因此1053nm激光输出采用Nd:YLF晶体作为工作物质。聚光腔把氙灯放电释放的光能泵浦Nd:YLF晶体，实现上能级粒子数反转。

垂直偏振片用于1053nm激光起偏，并抑制1047nm激光的产生，小孔光阑用于实现单横模激光输出。

环形腔由30度全反镜和输出镜构成环形腔，环形腔设计避免了传统直线谐振腔中存在的驻波，因此增益过程不存在空间烧孔效应。单向运转由法拉第旋光器、半波片组成，根据法拉第旋光器的性能特点，可调节半波片配合偏振片实现谐振腔的单向运转。

种子注入锁定技术是光纤种子激光在单模光纤中传输，通过准直后由偏振片折入谐振腔光路中，使激光振荡发自种子光形成的初始电场，而非多纵模情况下的自发辐射噪声。反馈多模光纤采集激光信号，获得BUT时间(脉冲建立时间)，根据腔模匹配时，BUT时间最短的原理，实时获得BUT 时间，实时通过压电陶瓷控制谐振腔的腔长，使腔模匹配达到动态平衡，输出稳定单纵模激光。

由于环形腔单向运转，实现电光调Q的过程设计为两个泡克尔斯盒在光路中串联工作，每个泡克尔斯盒加载四分之一波电压，保证谐振腔光路单向导通。