專利名稱：預激光電光調q單縱模激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單縱模激光器，特別是涉及二極管泵浦的預激光調Q的單縱模激光器。屬于固體激光器技術領域。
2、背景技術單縱模激光器在精密測量、彩色顯示、全息照相、高分辨率光譜學等領域都有廣泛應用。利用預激光原理實現(xiàn)激光器的單縱模輸出是目前單縱模激光器研究的一個重要方向。
目前已有的預激光調Q單縱模激光器大多采用光電倍增管觀測預激光的形成，提供觸發(fā)電脈沖使Q開關打開，產生調Q單縱模脈沖。這種結構不僅電學系統(tǒng)復雜，而且激光器的結構松散，調節(jié)困難。
發(fā)明內容為了克服目前預激光電光調Q單縱模激光器系統(tǒng)結構復雜，調節(jié)困難的缺陷，本實用新型提供一種預激光電光調Q單縱模激光器。
本實用新型采用的技術方案是本實用新型的預激光電光調Q單縱模激光器包括同步裝置、提供驅動脈沖的雙臺階脈沖發(fā)生器、激光諧振腔、激光諧振腔內設置的電光調Q晶體和薄膜偏振片；激光諧振腔由輸出耦合鏡、小孔、激光二極管陣列、端面拋光的激光棒、全反鏡構成。
薄膜偏振片的通光方向與光軸成布儒斯特角，電光調Q晶體的主軸與光軸重合，置于激光棒和全反鏡之間；同步裝置通過電纜與激光二極管陣列和雙臺階脈沖發(fā)生器相連接；雙臺階脈沖發(fā)生器通過電纜與電光調Q晶體相連接。
薄膜偏振片采用偏振方向互相垂直的偏振器對替代，偏振器的主軸與光軸重合，置于端面拋光的激光棒和全反鏡之間；電光調Q晶體置于偏振器對之間，其主軸與光軸重合。
端面拋光的激光棒采用Nd∶YLF、Nd∶YAG或Nd∶YVO。
電光調Q晶體采用單級的或多級的KTP、KDP或KD*P。
雙臺階脈沖發(fā)生器由觸發(fā)推動成型模塊、觸發(fā)放大隔離模塊、一臺階脈沖產生模塊、延時電路、二臺階脈沖產生模塊、輸出電路、延遲寬度調節(jié)模塊、高壓電源、幅度調節(jié)電路構成。
同步裝置觸發(fā)脈沖觸發(fā)推動成型模塊進入延時電路，延遲寬度調節(jié)模塊和延時電路相連接，延時電路將延遲后的脈沖經觸發(fā)放大隔離模塊分別輸入一臺階脈沖產生模塊和二臺階脈沖產生模塊，脈沖最后經與一臺階脈沖產生模塊和二臺階脈沖產生模塊相連接的輸出電路輸出，高壓電源和幅度調節(jié)電路與一臺階脈沖產生模塊和二臺階脈沖產生模塊相連接以提供必要的驅動電源和脈沖幅度控制。
本實用新型的預激光電光調Q單縱模激光器，其光學和電學系統(tǒng)簡化，結構緊湊，易于調節(jié)，可輸出脈寬6-30ns可調的穩(wěn)定單縱模激光，長時間工作單縱模幾率達100％。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型預激光單縱模電光調Q激光器的實施例1。
圖2是本實用新型預激光單縱模電光調Q激光器的實施例2。
圖3是本實用新型的實施例1和2采用的雙臺階脈沖發(fā)生器的電路原理框圖。
圖中 1輸出耦合鏡，2全反鏡，3激光二極管陣列，4電光調Q晶體，5端面拋光的激光棒，6小孔，7薄膜偏振片，8同步裝置，9雙臺階脈沖發(fā)生器，10偏振器，11偏振器，31觸發(fā)推動成型模塊，32-1觸發(fā)放大隔離模塊，32-2觸發(fā)放大隔離模塊，33一臺階脈沖產生模塊，34延時電路，35二臺階脈沖產生模塊，36輸出電路，37延遲寬度調節(jié)模塊，38-1高壓電源，38-2高壓電源，39幅度調節(jié)電路。
具體實施方式
實施例1圖1中，本實用新型預激光單縱模電光調Q激光器的結構是這樣的輸出耦合鏡1、小孔6、激光二極管陣列3、激光棒5、全反鏡2構成激光諧振腔，激光二極管陣列3側面泵浦端面拋光的激光棒5，小孔6使激光器輸出單橫模；薄膜偏振片7的通光方向與光軸成布儒斯特角，電光調Q晶體4的主軸與光軸重合，置于激光棒5和全反鏡2之間，薄膜偏振片7和電光調Q晶體4控制腔內光的偏振態(tài)，使激光器輸出調Q光脈沖；同步裝置8通過電纜與激光二極管陣列3和雙臺階脈沖發(fā)生器9相連接，雙臺階脈沖發(fā)生器9通過電纜與電光調Q晶體4相連接，同步裝置8輸出同步電脈沖使泵浦和調Q實現(xiàn)同步，雙臺階脈沖發(fā)生器9為電光調Q晶體4提供驅動電脈沖，在泵浦初期雙臺階脈沖發(fā)生器9輸出四分之一波電壓，激光器工作于低Q值狀態(tài)，無激光輸出，直到泵浦后期雙臺階脈沖發(fā)生器9再輸出低于四分之一波電壓的幅度可調電壓，可調范圍為八分之一波電壓到四分之一波電壓，并且該電壓的持續(xù)時間在2-20us范圍內可調，由端面拋光的激光棒5的F-P效應和預激光的選模作用，這時激光腔內形成準穩(wěn)態(tài)單縱模振蕩，最后雙臺階脈沖發(fā)生器9輸出零電平，準穩(wěn)態(tài)單縱模振蕩被放大形成穩(wěn)定的單縱模脈沖由輸出耦合鏡1輸出激光腔。
實施例2圖2中，本實用新型預激光單縱模電光調Q激光器的結構是這樣的薄膜偏振片7采用偏振方向互相垂直的偏振器10和偏振器11組成的偏振器對替代，偏振器10和偏振器11的主軸與光軸重合，置于端面拋光的激光棒5和全反鏡2之間；電光調Q晶體4置于偏振器10和11之間，其主軸與光軸重合。偏振方向互相垂直的偏振器10和偏振器11以及電光調Q晶體4控制腔內光的偏振態(tài)，使激光器輸出調Q光脈沖；雙臺階脈沖發(fā)生器9為電光調Q晶體4提供驅動電脈沖；在泵浦初期雙臺階脈沖發(fā)生器9輸出零電平，激光器工作于低Q值狀態(tài)，無激光輸出，直到泵浦后期雙臺階脈沖發(fā)生器9再輸出高于零電平的幅度可調電壓，可調范圍為四分之一波電壓到二分之一波電壓，并且該電壓的持續(xù)時間在2-20us范圍內可調，由激光器5的F-P效應和預激光的選模作用，這時激光腔內形成準穩(wěn)態(tài)單縱模振蕩，最后雙臺階脈沖發(fā)生器9輸出二分之一波電壓，準穩(wěn)態(tài)單縱模振蕩被放大形成穩(wěn)定的單縱模脈沖由1輸出激光腔。
圖3所示，本實用新型的實施例1和2采用的雙臺階脈沖發(fā)生器的結構及連接關系是這樣的同步裝置8的觸發(fā)脈沖經觸發(fā)推動成型模塊31加速整型，并產生一定推動功率后進入延時電路34，延遲寬度調節(jié)模塊37和延時電路34相連接，延時電路34將延遲后的脈沖經觸發(fā)放大隔離模塊32-1和觸發(fā)放大隔離模塊32-2進行幅度放大后分別輸入一臺階脈沖產生模塊33和二臺階脈沖產生模塊35，脈沖最后經與一臺階脈沖產生模塊33和二臺階脈沖產生模塊35相連接的輸出電路36輸出，輸出電路36調整一臺階脈沖產生模塊33和二臺階脈沖產生模塊35高壓脈沖產生電路各點電位，以保證每只場效應管在設定的電位上導通，高壓電源38-1與一臺階脈沖產生模塊33相連接，高壓電源38-2與二臺階脈沖產生模塊35相連接，以提供必要的高壓驅動電源，幅度調節(jié)電路39與一臺階脈沖產生模塊33和二臺階脈沖產生模塊35相連接提供脈沖幅度控制。
在實施例1中由延時電路34送來的觸發(fā)脈沖經放大后隔離后送入二臺階脈沖產生模塊35觸發(fā)第二級場效應管導通，產生第二個高壓脈沖；延遲寬度調節(jié)模塊37僅對二臺階脈沖產生作用；通過調節(jié)延遲寬度調節(jié)模塊37的電位器可以控制延時電路34對外觸發(fā)脈沖通過單穩(wěn)態(tài)電路進行延時，從而產生所需的二臺階脈沖寬度；通過幅度調節(jié)電路39控制二臺階脈沖的幅度。
在實施例2中由延時電路34送來的觸發(fā)脈沖經放大后隔離后送入二臺階脈沖產生35觸發(fā)第二級場效應管導通，產生第二個高壓脈沖；延遲寬度調節(jié)模塊37僅對一臺階脈沖產生作用；通過調節(jié)延遲寬度調節(jié)模塊37的電位器可以直接對外觸發(fā)脈沖通過單穩(wěn)態(tài)電路進行延時，從而產生所需的一臺階脈沖寬度；通過幅度調節(jié)電路39控制一臺階脈沖的幅度。
權利要求1.一種預激光電光調Q單縱模激光器，其特征在于包括同步裝置(8)、提供驅動脈沖的雙臺階脈沖發(fā)生器(9)、激光諧振腔、激光諧振腔內設置的電光調Q晶體(4)和薄膜偏振片(7)；激光諧振腔由輸出耦合鏡(1)、小孔(6)、激光二極管陣列(3)、端面拋光的激光棒(5)、全反鏡(2)構成；薄膜偏振片(7)的通光方向與光軸成布儒斯特角，電光調Q晶體(4)的主軸與光軸重合，置于激光棒(5)和全反鏡(2)之間；同步裝置(8)通過電纜與激光二極管陣列(3)和雙臺階脈沖發(fā)生器(9)相連接；雙臺階脈沖發(fā)生器(9)通過電纜與電光調Q晶體(4)相連接。
2.根據(jù)權利1所述的預激光電光調Q單縱模激光器，其特征在于薄膜偏振片(7)采用偏振方向互相垂直的偏振器(10)和(11)組成的偏振器對替代，偏振器(10)和(11)的主軸與光軸重合，置于端面拋光的激光棒(5)和全反鏡(2)之間；電光調Q晶體(4)置于偏振器(10)和(11)之間，其主軸與光軸重合。
3.根據(jù)權利1或2所述的預激光電光調Q單縱模激光器，其特征在于端面拋光的激光棒(5)采用Nd:YLF、Nd:YAG或Nd:YVO4。
4.根據(jù)權利1或2所述的預激光電光調Q單縱模激光器，其特征在于所述的電光調Q晶體(4)采用單級的或多級的KTP、KDP或KD*P。
5.根據(jù)權利1或2所述的預激光電光調Q單縱模激光器，其特征在于所述的雙臺階脈沖發(fā)生器(9)由觸發(fā)推動成型模塊(31)、觸發(fā)放大隔離模塊一臺階脈沖產生模塊(33)、延時電路(34)、二臺階脈沖產生模塊(35)、輸出電路(36)、延遲寬度調節(jié)模塊(37)、高壓電源(38)、幅度調節(jié)電路(39)構成；同步裝置觸發(fā)脈沖經觸發(fā)推動成型模塊(31)進入延時電路(34)，延遲寬度調節(jié)模塊(37)和延時電路(34)相連接，延時電路(34)將延遲后的脈沖經觸發(fā)放大隔離模塊(32)分別輸入一臺階脈沖產生模塊(33)和二臺階脈沖產生模塊(35)，脈沖最后經與一臺階脈沖產生模塊(33)和二臺階脈沖產生模塊(35)相連接的輸出電路(36)輸出，高壓電源(38-1)和高壓電源(38-2)分別與一臺階脈沖產生模塊(33)和二臺階脈沖產生模塊(35)相連接以提供必要的驅動電源，幅度調節(jié)電路(39)與一臺階脈沖產生模塊(33)和二臺階脈沖產生模塊(35)相連接以提供脈沖幅度控制。
專利摘要本實用新型涉及一種單縱模激光器，特別是涉及二極管泵浦的預激光調Q的單縱模激光器。本實用新型由激光諧振腔，偏振器，電光調Q晶體，激光二極管泵浦源構成。利用雙臺階脈沖發(fā)生器為電光調Q晶體提供驅動電脈沖，通過調節(jié)雙臺階脈沖發(fā)生器輸出的第二臺階電壓的幅度和持續(xù)時間，實現(xiàn)穩(wěn)定的脈沖強度和寬度可調的穩(wěn)定單縱模激光輸出，長時間工作單縱模幾率達100％。本實用新型結構緊湊，可以做成小型全固化的激光器。
文檔編號H01S3/00GK2648644SQ0325311
公開日2004年10月13日 申請日期2003年9月27日 優(yōu)先權日2003年9月27日
發(fā)明者隋展, 李明中, 林宏奐 申請人:中國工程物理研究院激光聚變研究中心