[发明专利]一种控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置与方法

说明书

本发明提供一种控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置与方法，该装置包括：激光输出模块；所述激光输出模块用于输出单周期态的调Q激光；在所述激光输出模块内的激光谐振腔内设置有激光调控模块，所述激光调控模块用于调控激光谐振腔内往返光子的损耗，以使调Q激光从所述单周期态至混沌态的演化。本发明首次实现了对全固态调Q激光器混沌输出演化路径的控制。该控制方式具有简便易操作，并易于集成，不破坏全固态调Q激光器本身结构紧凑的特点。而且，混沌输出演化路径可控制的全固态调Q激光器在随机数产生、脉冲编码、脉冲混沌激光雷达等领域具有很好的应用前景和商业价值。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置与方法。

背景技术

全固态被动调Q激光器具有结构紧凑、成本低、效率高等优点，能够输出脉冲宽度窄、重复频率高、光束质量优异的调Q激光，因此已广泛应用于基础科学研究、医疗卫生、工业加工、军事等领域。对于这些应用来说，除了需要考虑调Q激光的波长范围、偏振特性、脉冲宽度、脉冲能量、脉冲峰值功率、重复频率等之外，通常也要求调Q激光的脉冲峰值功率具有良好一致性(即脉冲峰值功率不随时间变化)。因此，目前关于被动调Q固体激光器的研究主要集中在激光器处于单周期振荡动力学状态，即脉冲峰值功率不随时间变化。

然而，关于其他非线性动力学态研究很少，尤其是全固态被动调Q激光器混沌输出演化路径的控制未见报道和研究，是一项空白技术。而控制全固态被动调Q激光器混沌输出演化路径(混沌分岔路径)有三个优点：1.有利于更好地了解全固态被动调Q激光器的非线性动力学性质，即激光器从周期态到混沌态的整个演化路径，掌握系统的分岔点；2.将全固态被动调Q激光器有效地控制到期望点上，期望点根据实际应用决定。需要单周期态激光时，控制激光器运转在单周期态，单周期调Q激光可用于祛斑、焊接、切割等；需要混沌激光输出时，控制激光器运转在混沌态，混沌调Q激光具有高峰值功率可用于远距离的混沌激光测距、混沌激光雷达等；3.可以控制系统通过不同的演化路径进入混沌，使激光器达到理想混沌状态(从混沌带宽、时延特性等方面衡量混沌激光是否符合要求)，从而使输出混沌激光能够得到有效的利用。因此，如何控制全固态调Q激光器输出混沌激光就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置与方法。

一种控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置，包括：

激光输出模块；所述激光输出模块用于输出单周期态的调Q激光；

在所述激光输出模块内的激光谐振腔内设置有激光调控模块，所述激光调控模块用于调控激光谐振腔内往返光子的损耗，以使调Q激光从所述单周期态至混沌态的演化。

进一步地，如上所述的控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置，所述激光调控模块包括依次设置的：第一可调衰减器VA1、第二可调衰减器VA2；

所述第一可调衰减器VA1和第二可调衰减器VA2为空间光功率可调衰减器；两者均能够在其径向实现0°-360°旋转；

所述第一可调衰减器VA1用于控制所述激光谐振腔内光子往返的损耗，起到粗调作用；所述第二可调衰减器VA2用于控制所述激光谐振腔内光子往返损耗，起到细调作用；

通过所述第一可调衰减器VA1和第二可调衰减器VA2联合调节径向角度，使第一可调衰减器VA1和第二可调衰减器VA2衰减率范围得到扩大。

进一步地，如上所述的控制全固态调Q激光器输出混沌激光的装置，所述激光输出模块包括依次设置的：激光二极管LD、双色镜DM、激光增益介质GM、可饱和吸收耦合输出镜SOC；所述双色镜DM与所述可饱和吸收耦合输出镜SOC构成平凹腔，所述可饱和吸收耦合输出镜SOC位于双色镜DM的焦点处；