[发明专利]一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器

说明书

本发明公开了一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器，包括全反镜、角锥折转棱镜三、角锥折转棱镜二、角锥折转棱镜一和输出镜，角锥折转棱镜一和角锥折转棱镜二的通光面相对设置且相互垂直，输出镜和全反镜平行，全反镜和角锥折转棱镜三前方的λ/4波片一之间设置有由λ/4波片二、Pockel盒和起偏器组成的升压调Q模块；本发明采用三个角锥折转棱镜反射结构的多次折叠谐振腔，可将谐振腔长度扩展4倍以上，大幅减小长腔长激光器的体积，并利用角锥折转棱镜原角度反射特性使激光器具备极佳的抗失调特性，同时通过角锥折转棱镜退偏补偿设计消除腔内损耗，提高输出效率。

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器。

背景技术

激光器谐振腔的腔长是影响固体激光器性能的重要因素，激光器的光束质量、发散角、调Q脉宽、可靠性、能量等参数都与谐振腔长度有着密切的关系。一般情况下，谐振腔的长度越长，激光器的光束质量越好，发散角越小，调Q脉宽越长；但激光器的体积会越大，其可靠性也会越低。

在一些军用激光器应用领域，如激光测距、激光目标指示等，需要激光器调Q脉宽较宽，同时对激光器的发散角、体积、可靠性均有较高的要求。

在一些应用领域，为了获得足够长的调Q脉宽和足够小的发散角，激光器往往需要设计较大的腔长，而更长的腔长设计会导致激光器体积增大且更易失调。

激光器谐振腔易失调一直是影响固体激光器稳定性的重要问题。谐振腔的易失调特性严重降低了激光器的稳定性，增加了激光器的调试和维护难度，限制了激光器在恶劣环境中的应用。

发明内容

针对现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种采用多角锥反射结构的抗失调型多次折叠谐振腔激光器，无全反射退偏损耗，可大幅提高长谐振腔激光器的抗失调能力，同时大幅减小激光器体积，可广泛应用于对调Q脉宽、激光发散角、可靠性、体积均有较高要求的远程激光测距、激光目标指示、激光引偏等领域。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器，包括沿光轴依次设置的全反镜、角锥折转棱镜三、角锥折转棱镜二、角锥折转棱镜一和输出镜，输出激光从输出镜出射，所述角锥折转棱镜一和角锥折转棱镜二的通光面相对设置且相互垂直，其具有退偏互补偿特性，角锥折转棱镜一和角锥折转棱镜三实现对谐振光线在垂直面(yz平面)内的180°折转，角锥折转棱镜二实现对谐振光线在水平面(zx平面)内的180°折转，谐振光经过角锥折转棱镜一和角锥折转棱镜二后偏振态不变，所述的输出镜和全反镜安装于同一结构平面上且相对平行，角锥折转棱镜三前方设置有λ/4波片一，用于对角锥折转棱镜三的退偏进行补偿，全反镜和λ/4波片一之间的谐振光路上设置有由λ/4波片二、Pockel盒和起偏器组成激光器的升压调Q模块，实现激光器的调Q输出。

所述的一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器，其角锥折转棱镜一和输出镜之间的谐振光路上设置有由增益介质和泵浦模块组成的侧面泵浦结构，角锥折转棱镜一和增益介质之间的谐振光路上依次设置有光楔二和光楔一，用于调整输出镜和全反镜的相对平行差，使激光器保持最佳输出。

所述的一种抗失调型多次折叠谐振腔激光器，其角锥折转棱镜二和角锥折转棱镜一之间的谐振光路上设置有由增益介质和泵浦模块组成的侧面泵浦结构，角锥折转棱镜二和增益介质之间的谐振光路上依次设置有光楔一和光楔二，用于调整输出镜和全反镜的相对平行差，使激光器保持最佳输出。

本发明的有益效果在于：本发明使用三个角锥棱镜作为折转器件，与输出镜和全反镜组成折叠谐振腔，可将谐振腔长度扩展至激光器长度的4倍以上，大幅减小激光的尺寸并增大谐振腔的长度；由于角锥棱镜具有使入射光沿原路返回的特性，输出镜和全反镜所在结构平面的角度变化或角锥棱镜本身的角度变化不会影响输出镜和全反镜的光学平行性，从而保证了谐振腔的稳定性；本发明利用角锥棱镜和角锥棱镜的相位互补及角锥棱镜和λ/4波片一的相位补偿，可有效消除角锥棱镜全反射退偏引起的能量损耗。

附图说明