[发明专利]电激励非链式脉冲HF激光器被动脉宽压缩方法及激光器

说明书

本发明涉及一种电激励非链式脉冲HF激光器被动脉宽压缩方法及激光器，针对传统压缩电激励非链式脉冲HF激光器输出脉冲宽度的方法存在的工艺繁杂、设计成本高及实施复杂的问题，通过将可饱和吸收体置于电激励非链式脉冲HF激光器谐振腔内部，实现激光器谐振腔内的激光光斑整形及激光脉宽压缩后输出。激光器包括HF激光器本体及设置在其谐振腔内设置脉宽压缩装置，脉宽压缩装置包括缩束模块和可饱和吸收体。该方法属于被动式的脉冲压缩，对不同脉宽的HF激光器均可适用，可实现自跟踪式的脉宽压缩。

技术领域

本发明涉及一种基于可饱和吸收体的被动式脉宽压缩方法与装置，尤其涉及一种电激励非链式脉冲HF激光器被动脉宽压缩的方法与该电激励非链式脉冲HF激光器。

背景技术

放电激励的非链式脉冲HF激光器输出光谱覆盖2.6～3.1μm，其输出能量大、峰值功率高、光束质量好，在激光光谱学、激光生物医学、激光雷达、光电对抗等领域具有广泛的应用前景，是倍受关注的一种中红外大能量脉冲激光光源。

正常运转情况下，放电激励的非链式脉冲HF激光器输出脉冲宽度一般在100ns以上(黄超，黄珂，易爱平，等.100Hz重复频率脉冲中红外HF化学激光器.中国激光，2019，46(2):0201002。潘其坤，谢冀江，陈飞，等.中红外室温大能量Fe²⁺：ZnSe激光器.中国激光，2018，45(11):1101001.柯常军，张阔海，孙科，等.重复频率放电引发的脉冲HF(DF)激光器.红外与激光工程，2007，36:36-38。S D Velikanov,V P Danilov,N G Zakharov,et al.Fe²⁺:ZnSe laser pumped by a nonchain electric-discharge HF laser at roomtemperature.Quantum Electronics,2014,44(2):141-144.)。但是，在一些效应研究中，要求更窄的激光脉冲宽度，这时就需要对HF激光器的输出脉冲进行脉宽压缩。

脉宽压缩方法可分为主动和被动两种技术方案。主动的开关器件，如声光开光和电光开关等(巩马理，王涛，柳强，闫平，黄磊，张海涛，刘欢.基于调Q开关台阶式开启的激光脉冲宽度和波形控制方法。中国专利，申请号:201210159255.3；陈培峰，兰信钜.一种调Q激光脉冲波形调整方法.中国专利，申请号:87103899.4)，可以实现对激光器输出脉宽的控制，但是在放电激励的非链式脉冲HF激光器中，瞬间的高压放电会对声光和电光开光晶体产生严重的干扰，因此在电激励的非链式脉冲HF激光器中应尽量使用被动式的开关器件，以防止高压放电产生的电磁干扰。根据发明人的技术调研，现有的已公开的被动脉宽压缩技术多基于色散补偿原理，采用的具体方法包括色散光纤(片桐崇史，尾内敏彦，古泽健太郎.光脉冲压缩器；中国专利，申请号：200910009704.4)和光栅(周常河，贾伟.飞秒脉冲压缩装置；中国专利，申请号：200710048185.3)等，但是这种方法只适用于ps、fs等超短脉冲的脉宽压缩，对100ns量级的脉冲无法实现有效压缩。在传统的电激励非链式脉冲HF激光器中，一般都是通过改变激光器的放电电路设计，缩短放电脉冲时间来实现对激光器输出脉冲宽度的压缩。但是，这种方法需要对激光器的整个放电电路、电极和谐振腔参数进行重新设计和加工，牵涉的环节杂多，实施起来特别复杂。