[发明专利]一种基于磁光效应的激光调Q开关、调Q激光器及调Q方法

权利要求书

1.一种激光调Q开关，设于激光器的谐振腔中，其特征在于，包括设于激光入射路径上的激光增益元件、偏振棱镜、磁光材料元件，以及磁场发生器，所述偏振棱镜垂直于激光入射方向、所述磁光材料元件设于磁场发生器发出的磁场内。

2.根据权利要求1所述的一种激光调Q开关，其特征在于，所述激光增益元件与磁光材料元件为同一元件，为掺杂有Pr³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Dy³⁺、Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Nd³⁺任一种离子的磁光材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种激光调Q开关，其特征在于，所述磁光材料元件为磁光晶体、磁光玻璃或磁光透明陶瓷。

4.根据权利要求3所述的一种激光调Q开关，其特征在于，所述磁光材料为TSAG(Tb₃Sc₂Al₃O₁₂)或TGG(Tb₃Ga₅O₁₂)晶体。

5.根据权利要求1所述的一种激光调Q开关，其特征在于，所述磁场发生器为一通电螺旋管，所述磁光材料设于通电螺旋管的中心轴线上，通电螺旋管中心可以产生均匀的磁场，通过控制电流的切换频率从而获得磁场的频率变换。

6.根据权利要求1所述的一种激光调Q开关，其特征在于，所述激光器包括固体激光器、液体激光器和气体激光器。

7.一种调Q激光器，包括依次设置的泵浦源、聚焦透镜、输入耦合腔镜M1、激光调Q开关和输出耦合腔镜M2，所述输入耦合腔镜M1、输出耦合腔镜M2垂直于激光入射方向，其特征在于，所述激光调Q开关为如权利要求1-6任一所述的激光调Q开关。

8.一种利用磁光效应实现激光调Q的方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的自调Q激光器实现激光调Q，步骤包括：先给磁光材料元件施加磁场，此时，穿过磁光材料的线偏振光无法再次穿过偏振棱镜，谐振腔处于低Q值状态(关状态)，激光只能单向通过，激光增益元件不断吸收泵浦能量并存储，使得更多的激活离子处于激光上能级；当处于激光上能级的激活离子积累到一定数量时，解除磁光材料的控制磁场，谐振腔处于高Q值状态(开通状态)，处于激光上能级的激活离子由于受激辐射将释放和激光同位相的光子，使得激光能量在短时间内得到放大，短时间内形成激光振荡，实现激光调Q。