專利名稱：同光束雙波長交替調(diào)q激光輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙波長調(diào)Q激光的產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
1995年1月，德國″光學(xué)和光電子學(xué)新聞″遙感專集中發(fā)表了一篇題為″車載全固化激光雷達(dá)系統(tǒng)的三維大氣污染監(jiān)測″的論文(J.P.wolf，″3-Dminitoring of air pollution using mobile All-Solid-State lidarsystem″，optics photonics news，Jan，1995，P27)，文中公開了一種使用具有平行表面的棱鏡旋轉(zhuǎn)的方法來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波長切換的方法，并用于差分吸收測污系統(tǒng)。1992年美國國家航空和宇宙航行局Langley研究中心在固體激光器的國際會議上發(fā)表了一篇題為″NdYAG雙脈沖激光系統(tǒng)的特性″(J.A.Williams-Byrd et al NASA Langley Reserch Center HamptonVirginia 23665；C，Banziger，rt al，STX Corporation，28 Reseorch Drive，Hampton，VA23666″Characterization of a NdTAG Doubie Pulsed Laser Systen″，SPIE Vol，1627 solid state lasers3 1992，P74)的論文，文中描述了用于差分吸收激光雷達(dá)的鈦寶石雙波長激光器。1996年光子學(xué)報(bào)刊登了阮雙琛等″雙波長摻鉻氟化鋰鍶鋁激光器″光子學(xué)報(bào)VO1.25，NO8，768(1996)，是用氬離子激光泵浦CrLiSAF激光晶體，獲得了連續(xù)的雙波長激光器輸出。由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)于1999年3月提出的名稱為《具有棱鏡分束器的雙脈沖雙波長激光器》也同樣是傳播方向相同而不同波長的脈沖光束在空間上是分離的，不便于差分吸收激光雷達(dá)的使用，對于同一次閃光燈泵浦中，同一光束中輸出雙波長雙調(diào)Q脈沖可調(diào)諧激光器還未見報(bào)導(dǎo)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種同光束雙波長交替激光輸出裝置，用腔內(nèi)電光切換技術(shù)，在一次泵浦的脈沖時(shí)獲得一路諧振腔振蕩，獲得一個(gè)波長激光輸出，在下一次泵浦時(shí)另一路諧振腔振蕩，獲得另一個(gè)波長激光輸出，其兩路振蕩波長可不同，且兩脈沖均為Q脈沖，同光路傳輸，從而達(dá)到在同光束中有雙波長交替激光輸出。
本實(shí)用新型的目的是能通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于在光路中，依次安裝前腔鏡即輸出腔鏡A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I后有一套調(diào)諧元件E和D后腔鏡組成一路子腔，同時(shí)在偏振分光器I后有另一套調(diào)諧元件G和F后腔鏡組成另一路子腔。
偏振分光器I是指薄膜偏振片或格蘭棱鏡。
激光晶體B為可調(diào)諧激光晶體CrLiSAF、CrLiCAF、Ti3+Al2O3。
兩路脈沖的調(diào)諧元件的放置必須與光束的偏振方向匹配，當(dāng)調(diào)諧元件所在的一路作為一路輸出時(shí)，調(diào)諧元件在諧振腔內(nèi)必須是損耗最小的放置方式。
本實(shí)用新型使用適合于脈沖泵浦的可調(diào)諧激光晶體，獲得調(diào)Q脈沖激光輸出，利用具有調(diào)Q功能的晶體與偏振分光鏡(如薄膜偏振片)組成的電光切換結(jié)構(gòu)，在一次泵浦脈沖的時(shí)間中，使激光在前腔鏡、激光晶體、起偏器(如果晶體發(fā)光本身具有偏振特性則可省略)、具有調(diào)Q功能的晶體、偏振分光鏡、一套調(diào)諧元件和后腔鏡組成的子腔內(nèi)振蕩，輸出一個(gè)波長激光輸出，在下一次泵浦脈沖的時(shí)間中，使激光在前腔鏡、激光晶體、起偏器(如果晶體發(fā)光本身具有偏振特性則可省)、具有調(diào)Q功能的晶體、偏振分光鏡、另一套調(diào)諧元件和另一個(gè)后腔鏡組成的子腔內(nèi)振蕩，輸出另一個(gè)波長激光輸出，其兩路振蕩波長可不同，從而達(dá)到在同一光束中有兩不同波長的脈沖從輸出腔鏡輸出。兩脈沖的輸出波長均分別在激光晶體的熒光線寬內(nèi)獨(dú)立可調(diào)。特別對能夠獲得900nm附近的雙波長切換激光束，經(jīng)諧波后，為差分吸收雷達(dá)的有效波段。產(chǎn)生兩個(gè)跟進(jìn)的激光脈沖，每一個(gè)激光脈沖均為調(diào)Q脈沖，其脈沖寬度均小于100ns。兩套調(diào)諧元件(如調(diào)諧棱鏡)和后腔鏡組成的兩套調(diào)諧結(jié)構(gòu)可相同，也可不同。
本實(shí)用新型在O3、NO、NO2、SO2等氣體濃度的測量，在雙波長全息術(shù)，分子熒光診斷、衛(wèi)星測距等研究領(lǐng)域均有重要的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的調(diào)Q晶體的加壓示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、2。
一種同光束雙波長交替激光輸出裝置，在光路中，依次安裝前腔鏡即輸出腔鏡A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I后有一套調(diào)諧元件E和D后腔鏡組成一路子腔，同時(shí)在偏振分光器I后有另一套調(diào)諧元件G和F后腔鏡組成另一路子腔。
可調(diào)諧激光晶體B，利用起偏器C、具有調(diào)Q功能的晶體H與偏振分光鏡I(如薄膜偏振片、格蘭棱鏡)組成的電光切換結(jié)構(gòu)，在一次泵浦中，使激光在前腔鏡(即輸出腔鏡)A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I(如薄膜偏振片，格蘭棱鏡等)一套調(diào)諧元件E和D后腔鏡組成的一路子腔內(nèi)振蕩，在下一次泵浦脈沖中，使激光在前腔鏡(即輸出腔鏡)A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I(如薄膜偏振片，格蘭棱鏡等)一套調(diào)諧元件G和F后腔鏡組成的另一路子腔內(nèi)振蕩，其兩路振蕩波長可獨(dú)立調(diào)諧，從而達(dá)到在同一光束中有兩不同波長的調(diào)Q脈沖交替從輸出腔鏡A輸出。
適合的激光晶體B為可調(diào)諧激光晶體(如CrLiSAF、CrLiCAF、Ti3+Al2O3)。
調(diào)Q電控系統(tǒng)12的作用是在一次泵浦中，調(diào)Q晶體上首先加四分之一波電壓，等激光晶體中已經(jīng)處于最佳粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后，將調(diào)Q晶體上的電壓退去，獲得一個(gè)調(diào)Q脈沖輸出，在下一次泵浦前，調(diào)Q晶體上首先加四分之一波電壓，等激光晶體中已經(jīng)處于最佳粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后，在調(diào)Q晶體上的另一斷加負(fù)四分之一波電壓，在同一光束中能產(chǎn)生另一波長的調(diào)Q脈沖輸出，其具體結(jié)構(gòu)是利用具有調(diào)Q功能的晶體H、起偏器C、偏振分光器I和調(diào)Q晶體的電控系統(tǒng)12組成，起偏器C為寬帶偏振元件，若可調(diào)諧激光晶體B本身具有偏振特性，起偏器C則可省略，調(diào)Q晶體的電控系統(tǒng)12提供給調(diào)Q晶體H不同的調(diào)控電壓和電壓時(shí)序變化，工作時(shí)，靠調(diào)Q晶體H上的電壓變化來控制腔內(nèi)光束的起振、停振和交替多波段的產(chǎn)生。
同時(shí)，兩路輸出的激光波長均在激光晶體的調(diào)諧范圍內(nèi)獨(dú)立可調(diào)，且兩脈沖均為Q脈沖，從而達(dá)到在同光束中有雙波長交替輸出激光。
兩脈沖的輸出波長均分別在激光晶體的熒光線寬內(nèi)獨(dú)立可調(diào)，特別對能夠獲得900nm附近的雙波長交替輸出激光束，經(jīng)諧波后，為差分吸收雷達(dá)的有效波段。
權(quán)利要求1.一種同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于在光路中，依次安裝前腔鏡即輸出腔鏡A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I后有一套調(diào)諧元件E和D后腔鏡組成一路子腔，同時(shí)在偏振分光器I后有另一套調(diào)諧元件G和F后腔鏡組成另一路子腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于偏振分光器I是指薄膜偏振片或格蘭棱鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于激光晶體B為可調(diào)諧激光晶體CrLiSAF、CrLiCAF、Ti3+Al2O3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于兩路脈沖的調(diào)諧元件的放置必須與光束的偏振方向匹配，當(dāng)調(diào)諧元件所在的一路作為一路輸出時(shí)，調(diào)諧元件在諧振腔內(nèi)必須是損耗最小的放置方式。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種同光束雙波長交替激光輸出裝置，其特征在于在光路中，依次安裝前腔鏡即輸出腔鏡A、激光晶體B、起偏器C，調(diào)Q晶體H，偏振分光器I后有一套調(diào)諧元件E和D后腔鏡組成一路子腔，同時(shí)在偏振分光器I后有另一套調(diào)諧元件G和F后腔鏡組成另一路子腔。本實(shí)用新型是在調(diào)Q晶體H上分時(shí)施加不同的電壓，在一次泵浦的脈沖時(shí)獲得一路諧振腔振蕩，獲得一個(gè)波長激光輸出，在下一次泵浦是另一路諧振腔振蕩，獲得另一個(gè)波長激光輸出，其兩路振蕩波長可不同，且兩脈沖均為Q脈沖，同光路傳輸，從而達(dá)到在同光束中有雙波長交替激光輸出。
文檔編號H01S3/10GK2643518SQ0327795
公開日2004年9月22日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月20日
發(fā)明者陳長水, 朱靈, 吳邊, 龔傳波, 宋秋鳴 申請人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所