[发明专利]一种利用电光开关控制激光输出的声光调Q倍频激光器

说明书

本发明提供一种利用电光开关控制激光输出的声光调Q倍频激光器，所述激光器包括第一全反镜、电光调Q晶体、布儒斯特偏振镜、折叠腔镜、声光调Q开关、LD靶条阵列、石英偏振旋转器、Nd:YAG晶体棒、第二全反镜、倍频晶体和输出镜；所述第一全反镜、电光调Q晶体、布儒斯特偏振镜和折叠腔镜同轴设置，所述折叠腔镜、声光调Q开关、LD靶条阵列、石英偏振旋转器和输出镜同轴设置，所述输出镜、倍频晶体和第二全反镜同轴设置。本发明设计采用“Z”型折叠腔，缩短设备尺寸，其中1块折叠镜作为内腔倍频激光输出镜，在声光调Q方式下保持较高光光转化效率和倍频效率。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种利用电光开关控制激光输出的声光调Q倍频固体激光器。

背景技术

在激光加工、激光雷达等应用领域中，使用声光调Q高功率QCW二极管泵浦激光器，需要频繁切换激光束输出开关状态。

声光调Q是利用光经过由超声波所调制的声光介质(通常是熔融石英材料)而形成的等效光学相位光栅时产生衍射效应的原理，当声光介质中加载超声波时，因光的衍射作用使得腔内呈高损耗低Q值状态，激光增益介质中掺杂离子上能级反转粒子数得以大量聚集，行至某个时刻，当突然撤去超声波后，衍射效应消失，可瞬时输出脉冲激光。

基于上述原理，声光调Q激光器易于实现kHz量级的准连续脉冲激光输出，但对于特殊场合下，需要激光间歇性工作时，通常通过短暂性的停止对激光器中LD泵浦模块的供电来中断激光器出光，而后又迅速加载电流，频繁重复切换电流实现激光控制。当此情况下，从电子学角度分析，激光驱动电源可能出现因为信号迅速切换后产生瞬时极高的尖峰脉冲电流，如果过流将会损坏LD泵浦模块，存在对激光器造成不可逆转损坏的潜在风险；从物理学角度分析，由于激光晶体棒的热致双折射和热透镜效应的客观存在，激光在每次通电后，激光晶体棒沿轴向和径向的热分布都有所差异，通常需要在出光一段时候后才能达到一个相对的热平衡稳态，当每次历经通电-断电-又通电时，这段热分布趋于稳态的时间势必不同，且每次都将趋于一个不同于上一次通电状态下的新的热平衡稳态，这也就导致每次输出激光的光束质量也会不一致，甚至激光的出射方向可能在中心光轴一定范围内抖动，即激光出射不平行度的不一致，尤其在高功率、高重频脉冲激光器中，可从CCD成像光斑上明显看出激光光斑图像始终呈现不规则变化，且光斑中心也会跟随浮动。

上述所述问题在某些激光精密打标、激光精细加工应用中，对某些精度要求较高的应用场合下，可能导致激光焦斑尺寸变化、或光斑位置变化，对激光加工质量带来影响；这也往往是部分激光打标设备容易出故障或者出现激光器烧毁的主要原因之一。另一方面，在军用激光成像雷达中，当涉及远距离激光主动成像时，上述问题所致使的激光光束质量和光轴不一致的问题也可能对跟踪目标或成像质量造成影响。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种利用电光开关控制激光输出的声光调Q倍频激光器。利用电光调Q晶体的电光效应，实现对激光输出与不输出的频繁快速切换控制，从而达到保护激光器并延长激光器的使用寿命的目的，同时有利于提高激光光束焦斑尺寸和位置的稳定性和一致性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种利用电光开关控制激光输出的声光调Q倍频激光器，其改进之处在于，所述激光器包括第一全反镜1、电光调Q晶体2、布儒斯特偏振镜4、折叠腔镜5、声光调Q开关6、LD靶条阵列7、石英偏振旋转器8、Nd:YAG晶体棒9、第二全反镜10、倍频晶体11和输出镜12；所述第一全反镜1、电光调Q晶体2、布儒斯特偏振镜4和折叠腔镜5同轴设置，所述折叠腔镜5、声光调Q开关6、LD靶条阵列7、石英偏振旋转器8和输出镜12同轴设置，所述输出镜12、倍频晶体11和第二全反镜10同轴设置。

进一步地，所述激光器还包括λ/4波片3，所述第一全反镜1、电光调Q晶体2、λ/4波片3、布儒斯特偏振镜4和折叠腔镜5同轴设置。