[发明专利]一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器

权利要求书

1.一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器，其特征在于，所述被动调Q激光器包括：泵浦源(1)、聚焦耦合镜组(2)、全反镜(3)、偏振激光介质(4)、半波片(5)、偏振片(6)、被动调Q晶体(7)和输出镜(8)，其中：

所述泵浦源(1)、聚焦耦合镜组(2)、全反镜(3)、偏振激光介质(4)、半波片(5)、偏振片(6)、被动调Q晶体(7)和输出镜(8)依次光学同轴排列；

所述全反镜(3)和输出镜(8)组成谐振腔；

所述泵浦源(1)产生的泵浦光首先经过所述聚焦耦合镜组(2)的汇聚，再经过所述全反镜(3)，最后被所述偏振激光介质(4)所吸收，使偏振激光介质粒子向激光上能级跃迁，形成粒子数反转，被动调Q激光器增益提高；

当被动调Q激光器增益提高到第一预设阈值以上时，谐振腔内激光开始振荡，激光光束最后经所述输出镜(8)输出，所述第一预设阈值为2g₀l＝L-lnR-2σ_gsn₀l_s，其中g₀为所述被动调Q激光器小信号增益，l为所述偏振激光介质(4)的增益长度，L为所述被动调Q激光器固有损耗，R为所述输出镜(8)的反射率，σ_gs为所述被动调Q晶体(7)的基态吸收截面，n₀为被所述动调Q晶体(7)的粒子密度，l_s为所述被动调Q晶体(7)的厚度；

所述偏振片(6)表面镀有P光高透膜和S光高反膜，在所述谐振腔中插入所述偏振片(6)以后，腔内只允许P偏振光在谐振腔内往返振荡；

通过旋转所述半波片(5)改变所述半波片(5)与P偏振光的夹角，所述P偏振光与所述偏振激光介质(4)的x轴之间的夹角发生变化，从而改变所述被动调Q激光器的频率。

2.根据权利要求1所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述被动调Q晶体(7)是基于晶体可饱和吸收特性用于调Q获得脉冲激光的晶体。

3.根据权利要求2所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述泵浦源(1)为直接输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合镜组(2)由两个正交放置的柱面镜和一个凸透镜组成，所述柱面镜一面为平面，另一面为凸面，且所述柱面镜的平面与泵浦源(1)相对。

4.根据权利要求2所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述泵浦源(1)为光纤耦合输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质(4)的吸收峰；

所述聚焦耦合镜组(2)由两个平凸透镜组成，并且凸面相对。

5.根据权利要求2-4任一所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述全反镜(3)为平面镜、凹面镜和凸面镜中的一种，朝向所述偏振激光介质(4)的一侧镀有激光高反膜。

6.根据权利要求5所述的被动调Q激光器，其特征在于，当所述偏振激光介质(4)热效应小于第二预设阈值时，经过所述偏振激光介质(4)的光线为平行光，所述全反镜(3)为平面镜；当所述偏振激光介质(4)热效应大于第三预设阈值时，所述全反镜(3)的入射光线和反射光线重合，所述全反镜(3)为凹面镜或者凸面镜，且其凹面或凸面朝向所述偏振激光介质(4)。

7.根据权利要求2所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述偏振激光介质(4)为具有偏振性质的激光介质，且具有晶体光轴。

8.根据权利要求2所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述半波片(5)为偏振器件，由单轴晶体制成，通光面平行于所述偏振激光介质(4)的光轴，通光方向垂直于所述偏振激光介质(4)的光轴。

9.根据权利要求2所述的被动调Q激光器，其特征在于，所述输出镜(8)是平凹镜或平凸镜，其凹面或凸面朝向所述偏振激光介质(4)，朝向所述偏振激光介质(4)的一侧镀有部分透过的激光反射膜。