[发明专利]一种基于声光合束技术的新型调Q激光器及方法

说明书

一种基于声光合束技术的新型调Q激光器及方法，包括：激光腔体、设置在激光腔体内的全反镜以及输出镜，声光合束/分束器件设置在全反镜和输出镜之间，偏振控制器件设置在全反镜和输出镜之间之间；激光工作物质设置在声光合束/分束器件和全反镜之间、或者声光合束/分束器件和输出镜之间；波形信号发生器输出与声光合束/分束器件输入连接。本发明通过声光合束/分束器件，将两个腔体分支的脉冲合成到一起，可以实现更高能量的调Q脉冲输出；并且利用声光合束/分束器件，激光腔体还可以实现其他功能。

技术领域

本发明属于调Q脉冲激光领域，更具体地涉及一种基于声光合束技术的新型调Q激光器的设计方法及器件结构。

背景技术

调Q技术的出现是激光发展史上一个重要的突破。调Q技术主要有两个方向：窄脉宽的调Q脉冲推动了激光雷达，高速全息照相等应用技术的发展；高功率的调Q脉冲推动了非线性光学的发展。至今为止，人们仍在不断努力向极窄脉宽和极高功率的方向不断前进。

调Q技术分为主动调Q和被动调Q。被动调Q技术元器件简单，但控制手段较少；主动调Q技术又分为电光调Q，机械调Q，声光调Q等等。电光调Q速度可以很快，但需加载在电光晶体上的电压需要很高，高重复频率条件下的开关运行技术难度极大，而且产生的电磁辐射对激光器的运行产生较为严重的影响；机械调Q相对于电光调Q更加简单，但开关速度很慢，输出激光脉冲的时域特性较差；声光调Q技术是一种高效快速的调Q技术，通过激发与不激光声波交替进行实现调Q脉冲的高重复运行，但是单脉冲能量随着调Q频率的增加，不断的下降。因此如何获得高重复频率条件下，更高单脉冲能量的调Q脉冲就显得尤为重要，目前常用的脉冲激光合束技术在时钟同步要求极高，而且所合成的光脉冲相关性较差。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，旨在解决现有调Q激光器在高重复频率运行时能量不高，进一步提高输出脉冲单脉冲能量的问题。

为实现上述目的，本发明提供了

一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，其特征在于，包括：激光腔体、设置在激光腔体内的全反镜以及输出镜，声光合束/分束器件设置在全反镜和输出镜之间，偏振控制器件设置在全反镜和输出镜之间；激光工作物质设置在声光合束/分束器件和全反镜之间、或者声光合束/分束器件和输出镜之间；波形信号发生器输出与声光合束/分束器件输入连接。

所述激光腔体内部光路包括由腔体干路以及支路1和支路2组成的Y字型光路，声光合束/分束器件设置在Y字型光路的节点处，支路1和支路2中包括激光工作物质和全反镜、或激光工作物质和输出镜。

在上述的一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，支路1和支路2中激光工作物质以及全反镜依次设置，输出镜设置在干路上，偏振控制器件设置在激光工作物质和声光合束/分束器件之间、或者设置在输出镜和声光合束/分束器件之间。

在上述的一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，支路1和支路2中激光工作物质以及输出镜依次设置，全反镜设置在干路上，偏振控制器件设置在激光工作物质和声光合束/分束器件之间、或者设置在输出镜和声光合束/分束器件之间。

在上述的一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，所述输出镜为透镜。

在上述的一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，所述声光合束/分束器件加载两个特定频率的声波，以产生反常布拉格衍射，即腔体干路光束以e光入射，产生偏转角不同的两束o光衍射光进入对应的支路，形成分束；腔体支路的两束光束以o光入射，产生传播方向一致的e光进入干路，完成合束；当输出镜设置在干路上时，两支路的路径长度相同，用以产生脉冲同步的激光光束。

在上述的一种基于声光合束技术的新型调Q激光器，所述声光合束/分束器件处于未工作状态时，即未加载声波时，激光腔体不构成谐振腔，损耗过高；声光合束/分束器件处于工作状态下，即加载声波时，形成谐振腔，损耗降低，即该功能可实现调Q效果，产生光脉冲。