[发明专利]一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器

说明书

本发明公开了一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器，主要是在脉冲泵浦的被动调Q激光中增加了光电监测和反馈功能，通过光电探测器实时监测出光延时并通过反馈装置将测试值与预设值作比较同时反馈调节泵浦功率，使激光器的光延时稳定在预设值附近。本发明方案可有效控制脉冲泵浦的被动调Q激光器光延时，提高被动调Q激光器的延时稳定性，同时可使光脉冲与外部设备或装置等同步，扩展被动调Q激光器在激光雷达、光谱仪器、光电探测等领域的应用。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器。

背景技术

调Q技术是获得巨脉冲激光的主要技术，调Q技术有主动调Q和被动调Q两种。与主动调Q技术相比，被动调Q技术具有结构紧凑、能量转化效率高、价格低等特点，在远距离测量、遥感探测、医疗健康及空间通信等军事和民用领域具有广泛的应用前景，并且已经占据越来越重要的地位。

Cr⁴⁺:YAG可饱和吸收调Q是被动调Q中使用最广泛的一种。当Cr⁴⁺:YAG晶体处于其吸收带内的入射光信号较弱时，会对入射光呈现出非常明显的吸收趋势；当入射信号增强到一定程度时，会对入射光突然呈现明显的吸收饱和趋势。利用Cr⁴⁺:YAG晶体这种突变的吸收饱和特点，将其置谐振腔内作为被动调Q方式的Q开关。

由Cr⁴⁺:YAG可饱和吸收被动调Q的原理可以看出，其激光脉冲的产生主要受泵浦功率、谐振腔和Cr⁴⁺:YAG晶体的影响。当激光器调试好后，其谐振腔和Cr⁴⁺:YAG晶体的参数即确定下来，泵浦功率对脉冲的产生起着重要的作用。尤其在连续泵浦的被动调Q激光器中，不对泵浦功率进行主动控制，其产生脉冲的时刻和重复频率总是会存在不稳定的现象，这种不稳定性导致了被动调Q激光器的光脉冲无法配合其他仪器或探测设备的同步，很大程度上限制了被动调Q激光器的应用范围。通过脉冲泵浦的方式来控制激光脉冲的这种方式使光脉冲重复频率可以和脉冲泵浦电信号重复频率相同，一定程度上改善了光脉冲重复频率的稳定性，但是环境温度、产生脉冲条件的波动，使脉冲泵浦的被动调Q方式产生脉冲的时刻相对脉冲泵浦电信号还是存在很大的不确定性，也就是光延时波动范围较大，这一弊端很大程度上限制了被动调Q激光器的应用范围。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器，该激光器可有效控制脉冲泵浦的被动调Q激光器光延时，提高被动调Q激光器的延时稳定性，同时可使光脉冲与外部设备或装置等同步，扩展被动调Q激光器在激光雷达、光谱仪器、光电探测等领域的应用。

本发明采用的技术方案是：

一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器，该激光器是将带有反馈装置的光探测器放在脉冲泵浦被动调Q激光器中，通过实时探测光脉冲相对脉冲泵浦电信号上升沿的延时并与预设值进行比较，当回传信号发生偏差时则对脉冲泵浦电信号低电平发出指令进行相应调整，使脉冲泵浦被动调Q激光器的脉冲光延时稳定。

本发明的具体技术解决方案如下：

本发明提出一种带有光延时可控功能的脉冲泵浦被动调Q激光器，所述激光器包括:泵浦源、耦合透镜、带全反膜的激光增益介质、被动调Q晶体、输出镜、分束镜、光探测器和反馈装置，其中：所述泵浦源、耦合透镜、带全反膜的激光增益介质、被动调Q晶体、输出镜、分束镜依次按光学同轴排列；所述光探测器对应分束镜设置实时监测分束镜反射的光，所述反馈装置设置在光探测器和泵浦源之间、根据光电探测器探测的结果反馈调节泵浦源的功率大小。

所述泵浦源采用脉冲运转方式；

所述带全反膜的激光增益介质和输出镜组成谐振腔；

所述泵浦源经过耦合透镜将泵浦光汇聚到带全反膜的激光增益介质上，增益介质3吸收泵浦光后形成粒子数反转，激光器产生增益；