[发明专利]一种外腔主动调Q的双波长脉冲交替输出激光装置及方法

说明书

本发明公开了一种外腔主动调Q的双波长脉冲交替输出激光装置及方法，其结构包括主谐振腔和外腔，外腔包括依次设置的调Q器件、光束整形元件和色散单元；主谐振腔接收泵浦光，调Q器件控制外腔反馈特定波长至主谐振腔。能实现了两个波长激光脉冲的交替输出，其中一个波长为主腔振荡波长，另一个波长受外腔调控，通过控制Q开关导通和关闭，实现双波长脉冲交替输出。

技术领域

本发明涉及一种双波长激光装置，尤其涉及一种外腔主动调Q的双波长脉冲交替输出激光装置。

背景技术

双波长激光器是在一个激光器中实现两个波长的激光输出的激光器，在差频THz源，精细激光光谱、差分吸收激光雷达等领域有着广阔的应用前景。

传统的双波长激光器是通过谐振腔的镀膜设计进行选频，实现两个波长的同时振荡，这样的方法难以实现对谐振波长的调谐。或者将色散元件，如棱镜，置于谐振腔内，将两个波长的光路分开。但是色散元件具有一定的插入损耗，影响了激光器的效率和调谐范围。在谐振腔内插入调Q器件可以实现脉冲激光输出。一般地，调Q器件置于主谐振腔。2009年26卷的《Chinese Physics Letters》“Experimental Study on Dual Wavelength and DualPulse Q-Switched FrequencyDoubling on a Tunable Cr:LiSAF Laser”中公开了一种主谐振腔结构的双波长脉冲输出激光器，可以实现波长调谐。其调Q器件置于主谐振腔内，调Q器件有两个作用：一是实现脉冲输出，二是分开两个波长的光路。但是调Q器件置于主谐振腔使得激光器结构复杂、损耗大、体积大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于外腔调谐、调Q结构的双波长激光装置，两个波长的脉冲激光交替输出，其中一个波长为主腔振荡波长，另一个波长受外腔反馈控制实现调谐，解决了现有双波长激光器结构复杂、损耗大的问题。

本发明的技术解决方案是提供一种外腔主动调Q的双波长脉冲交替输出激光装置，包括主谐振腔，其特殊之处在于：还包括设置于主谐振腔输出光路上的外腔，上述外腔包括依次设置的调Q器件、光束整形元件和色散单元；

上述主谐振腔接收泵浦光，上述调Q器件控制外腔反馈波长(特定波长)至主谐振腔。

本发明装置还包括45°双色镜，泵浦光经双色镜反射至主谐振腔，主谐振腔的出射光透过双色镜出射。

上述主谐振腔包括第一腔镜、第二腔镜及位于第一腔镜和第二腔镜之间的增益介质；

上述主谐振腔可以为为线型腔或V型腔等折叠腔。所述V型腔包括V型腔第一腔镜、V型腔第二腔镜及位于V型腔第一腔镜与V型腔第二腔镜之间的增益介质，还包括位于V型腔第二腔镜反射光路上的V型腔第三腔镜。

外腔中的调Q器件，控制外腔是否能将特定波长的光反馈回主谐振腔，上述调Q器件在低Q高损耗时外腔对主腔没有反馈，激光器输出波长为主腔自由振荡波长，在高Q时对主腔有反馈，外腔能够将特定波长的光反馈回主腔，此时激光器的振荡波长受外腔反馈控制。这样，在调Q器件的开启和关闭时，激光器就能实现两个波长的脉冲激光交替输出。

外腔中的色散元件实现分光，上述色散单元为光栅或棱镜。

上述光束整形元件包括沿光束依次设置的准直透镜和变形棱镜组，上述变形棱镜组包括两个直角棱镜。

上述调Q器件为斩波器或声光、电光调Q器件。

本发明还提供一种上述激光装置双波长脉冲交替输出方法，主谐振腔接收泵浦光，调Q器件控制外腔反馈特定波长的光，光束整形元件对光束进行准直及扩束，光栅将特定波长的光沿原光路反馈回主谐振腔。

具体的，调Q器件在低Q高损耗时，Q开关关闭，外腔对主腔没有反馈；在高Q时，Q开关打开，外腔对主腔有反馈。