[发明专利]一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生装置及方法

说明书

本发明公开了一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生装置，包括斩波器，斩波器包括支架、驱动电机和斩波盘，支架设置在移动台上，驱动电机设置在支架上，驱动电机驱动斩波盘以斩波盘的垂直中心轴旋转，光源输出的入射光能穿过空心扇区或者被实心扇区遮挡，穿过斩波盘上的空心扇区的入射光经第一反射镜和第二反射镜反射后得到反射光，反射光能穿过空心扇区或者被实心扇区遮挡，本发明开公开了一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生方法。本发明两次通过同一斩波盘可以获得更窄脉宽的脉冲光；降低了对斩波盘占空比的要求；可通过平移调节脉宽，操作方便；结构简单，体积小，成本低廉，实用性强；适用于从紫外到红外任何波长的光；损伤阈值高。

技术领域

本发明涉及斩波器，尤其涉及一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生装置，还涉及一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生方法。

背景技术

随着激光广泛的应用，各行业对激光的要求也越来越高。在不同的应用场合中，要求激光使用脉冲或连续的工作方式，对于脉冲激光器来说，根据不同的需求，脉宽，脉冲频率也是不一样的。现有的微秒量级脉宽调节以及斩波器调节脉宽的常见形式有以下三种，各有不足之处：

第一种调节脉宽的方法如“发明专利申请号201110066904.0，专利名称：一种脉宽可调的固体激光器”中公布的技术方案。该方案是利用调Q晶体对激光具有偏振吸收的特性，通过调节调Q晶体的方向实现脉宽的可调特性。由于该方案中使用了调Q晶体，要求输出光的光功率阈值较低，否则会损坏晶体，另一方面，使用调Q晶体调节脉宽会改变输出光的频率，无法获得所需参数的脉冲光。

第二种调节脉宽的方法如“赵建川,李殿军,郭劲.纳秒至微秒可调脉宽输出CO₂激光器[J].应用物理,2016,6(7):149-157.”提出的Ge声光调制器施加射频控制信号时，激光器可以实现从纳秒至微秒范围的脉冲激光输出。不足之处在于使用声光晶体调制脉宽时，对于不同波长的激光，要使用不同种类的声光晶体，且限于声光效应的因素，要求声光晶体的长度不能短，此例中声光晶体作为声光调Q开关时，振荡光束需要多次往返通过Ge晶体，因此造成的插入光学损耗非常大。

第三种调节脉宽的方法是采用斩波器来实现，如杨俊梅,曹泽新,栾玉国,罗宏超,梅迪.LD在沈阳师范大学学报(自然科学版)(2016,34(04):449-453)中提出的泵浦机械斩波调Q激光器的设计方案，所获得的脉宽由电机转速、光束直径、占空比决定，获得的脉冲光脉宽为毫秒量级，不能获得更窄脉宽的脉冲光。“王国珊.(2012).基于超声马达的光学斩波器的研制.电子科技大学.”一文中设计并制作了超声马达样机，搭建了实验测试平台，对斩波器的性能进行了测试，测试结果显示，斩波器能达到基本的斩波功能，最高斩波频率可以达到4kHz，对He-Ne激光斩波后脉宽为毫秒量级。

针对现有技术的不足，本发明提出了一种通过平动调节斩波器的位置从而实现微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生装置，具有结构简单，体积小，操作方便，成本低廉，实用性强，适用于从紫外到红外任何波长的光以及损伤阈值高的特点，还提供一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生方法。由此解决现有技术中装置结构复杂，操作繁琐，成本较高以及使用大功率光源会损坏晶体的技术问题。

一种微秒量级脉宽任意可调的脉冲光产生装置，包括移动台、斩波器和光源，还包括第一反射镜和第二反射镜，斩波器包括支架、驱动电机和斩波盘，支架设置在移动台上，驱动电机设置在支架上，驱动电机驱动斩波盘以斩波盘的垂直中心轴旋转，斩波盘上周向间隔设置有空心扇区和实心扇区，空心扇区和实心扇区对应的圆心均为斩波盘的中心点，空心扇区和实心扇区的圆心角相同，光源输出的入射光能穿过空心扇区或者被实心扇区遮挡，穿过斩波盘上的空心扇区的入射光经第一反射镜和第二反射镜反射后得到反射光，入射光和反射光位于不同直线且传播方向相反，反射光能穿过空心扇区或者被实心扇区遮挡，空心扇区和实心扇区的圆心角相同。