[发明专利]一种横流气体机械调Q脉冲激光器

摘要

本发明涉及一种横流气体脉冲激光器的实现方法，在增益介质流动方向上，将增益区分为上游增益区和下游增益区，在下游增益区两侧有激光谐振腔组件，构成谐振腔，通过机械调制的方法实现激光脉冲输出。而上游增益区有凹面镜、凸面镜和刮刀镜，构成正支非稳腔组件，其中凹面镜中心留有小孔。在下游谐振输出的激光，经过缩束光学系统，将光斑尺寸缩小，将缩束后的激光光束通过上游增益区凹面镜的小孔注入到上游增益区，注入的激光光束在上游正支非稳腔内进行振荡，使得激光能量和束斑均得到放大，实现高能脉冲激光输出。

主权项

一种横流气体机械调Q脉冲激光器，包括光学谐振腔A，于光学谐振腔A内垂直于激光光轴方向通入有增益介质形成下游增益区(3)，增益区增益介质流动方向垂直于激光光轴方向；其特征在于：于光学谐振腔A外部增益介质的流入方向上设有光学谐振腔B，于光学谐振腔B内垂直于激光光轴方向流经有增益介质形成上游增益区(2)，增益区增益介质流动方向垂直于激光光轴方向；即在增益区增益介质流动方向上，将横流气体激光器的增益区分为上游增益区(2)和下游增益区(3)；在下游增益区(3)内经光学谐振腔A形成激光振荡输出激光，输出的激光经过折返镜折返后注入光学谐振腔B内，于上游增益区(2)内经光学谐振腔B使激光振荡放大后输出；在下游增益区(3)两侧相对设置有耦合输出镜(4‑1)、第一凹面全反镜(4‑2)，于下游增益区(3)外侧设置有第二凹面全反镜(9)和斩波器(6)，在下游增益区(3)激光光束经第一凹面全反镜聚焦在增益区外形成一实焦点，斩波器(6)置于实焦点处，通过实焦点后发散的光束经第二凹面全反镜(9)的反镜按原光路返回，形成光学谐振腔A；在斩波器(6)的机械调制下，光学谐振腔A内形成激光振荡经耦合输出镜输出脉冲激光；光学谐振腔A输出的激光经缩束系统(5)再经过折返镜折返后注入光学谐振腔B内；所述缩束系统(5)包括沿光路方向依次设置的聚焦透镜和发散透镜，激光经过缩束系统(5)形成高功率密度的小束斑；所述折返镜(7)为二个成对垂直设置的折返镜(7)；在上游增益区(2)两侧相对设置有凸面全反镜、第三凹面全反镜(8‑1)，于上游增益区(2)与凸面全反镜间设有刮刀镜，形成非稳腔，即光学谐振腔B；或，在上游增益区(2)一侧设置有凸面全反镜、第三凹面全反镜(8‑1)，在另一侧设有二个成对垂直设置的折返镜(7)，二个折返镜(7)分别与凸面全反镜、第三凹面全反镜相对应放置，于上游增益区(2)与凸面全反镜间设有刮刀镜，形成非稳腔，即光学谐振腔B；在第三凹面全反镜(8‑1)的几何中心设有通孔，经折返镜折返的激光经通孔注入光学谐振腔B内，进入到上游增益区(2)，通过凸面全反镜和第三凹面全反镜在上游增益区得到反复振荡，实现激光增益放大，实现能量的脉冲提取，通过刮刀镜实现高能脉冲激光输出。