專利名稱：激光器用加壓式調(diào)q電光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)Q電光開關(guān)，尤其是一種激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，在固體激光器中，人們?yōu)榱说玫絀Ons左右高能量的窄脈沖輸出，往往都使 用電光開關(guān)對(duì)脈沖激光進(jìn)行調(diào)Q。調(diào)Q的方式有退壓方式和加壓方式兩種。退壓方式由于 需要在晶體上長期加高壓，故易造成晶體電極化而失效，因此被逐漸淘汰。加壓方式一般分 為兩種結(jié)構(gòu)，一種是由兩塊正交的起偏器和夾在中間的調(diào)Q晶體組成，調(diào)Q時(shí)晶體上加二分 之一波長電壓，偏振光被旋轉(zhuǎn)90度，調(diào)Q晶體的光軸與振蕩光路平行；這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是 調(diào)Q晶體上所需加的電壓太高，而且起偏器占據(jù)的空間較大，增加了腔長，影響輸出脈沖的 寬度。另一種是由一塊起偏器、一塊四分之一波片和調(diào)Q晶體組成，調(diào)Q時(shí)晶體上加四分之 一波長電壓，偏振光被旋轉(zhuǎn)45度，調(diào)Q晶體的光軸與振蕩光路平行；這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是調(diào)試 起來很復(fù)雜，為了相位匹配，需要對(duì)調(diào)Q晶體的方位、俯仰和旋轉(zhuǎn)均進(jìn)行反復(fù)的調(diào)試，同時(shí)， 一塊四分之一波片的價(jià)格就高達(dá)千元以上，不僅成本高，對(duì)光還有一定的吸收損耗，且占空 間也較大，增加了激光振蕩腔的長度和輸出脈沖的寬度。另外，上述的加壓方式均有著為了 不影響調(diào)Q開關(guān)的工作狀態(tài)，在安裝晶體時(shí)都須嚴(yán)格地保持其光軸與振蕩光路相平行的缺 陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服上述各種技術(shù)方案的局限性，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、實(shí)用，調(diào)試方便的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān) 由位于激光振蕩光路上的起偏器和調(diào)Q晶體組成，其中的調(diào)Q晶體固定于調(diào)整架上，特別 是，所述調(diào)Q晶體為硅酸鎵鑭晶體，所述硅酸鎵鑭晶體為方柱狀，所述方柱狀硅酸鎵 鑭晶體的垂直于振蕩光路的兩端面上鍍有波長為1000 3500nm的增透膜、平行于振蕩光 路的對(duì)應(yīng)兩側(cè)面上置有四分之一波長電壓的橫向電場(chǎng)，所述橫向電場(chǎng)的輸入端與調(diào)Q電源 的輸出端電連接。作為激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的方柱狀硅酸鎵鑭晶體 的橫截面為正方形；所述的增透膜的波長為1064nm或1.32μπι或1.5μπι或2. Ιμπι或 2. 94μπι;所述的硅酸鎵鑭晶體的置有橫向電場(chǎng)的兩側(cè)面上鍍有金膜；所述的橫向電場(chǎng)為 其重復(fù)頻率為1 IOOHz的脈沖電場(chǎng)；所述的調(diào)整架為方位和俯仰調(diào)整架。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，調(diào)Q晶體選用硅酸鎵鑭晶體，利用其具有的 熱穩(wěn)定性好、損傷閾值高、不潮解的特性，保證了調(diào)Q工作的穩(wěn)定可靠；其二，采用將硅酸鎵 鑭晶體設(shè)置為方柱狀，且于方柱狀硅酸鎵鑭晶體的垂直于振蕩光路的兩端面上鍍有波長為 1000 3500nm的增透膜、平行于振蕩光路的對(duì)應(yīng)兩側(cè)面上置有四分之一波長電壓的橫向
3電場(chǎng)，并將橫向電場(chǎng)的輸入端與調(diào)Q電源的輸出端電連接的結(jié)構(gòu)，使其具有了體積既小，結(jié) 構(gòu)又簡(jiǎn)單可靠，還因不受在安裝時(shí)晶體的光軸須與振蕩光路嚴(yán)格一致的限制，而使安裝調(diào) 試變得簡(jiǎn)單和快捷的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)多次使用光電管探測(cè)和示波器觀察，除在最高泵脯電壓工作 時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)前置激光和后置激光的出現(xiàn)之外，激光輸出的脈沖寬度也變窄了，達(dá)Ins以上， 輸出的能量也大多了，達(dá)10%以上，這均得益于激光振蕩腔長度的減短和腔內(nèi)減去了額外 的吸收損耗部件；其三，這種結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理為，利用人工雙折射晶體的單晶特性，當(dāng)通過 晶體的偏振光不與晶體的光軸平行時(shí)，將被分為ο光和e光，并在輸出時(shí)產(chǎn)生相位差，即所 謂的旋光效應(yīng)，合理地調(diào)整晶體光軸與振蕩光路的夾角，也就是調(diào)整晶體的方位和俯仰角 即可改變光程差，也就能使得ο光和e光在輸出時(shí)產(chǎn)生90度的相位差，從而起到了光開關(guān) 的作用。作為有益效果的進(jìn)一步體現(xiàn)，一是方柱狀硅酸鎵鑭晶體的橫截面優(yōu)選為正方形， 可使調(diào)Q的效果更佳；二是硅酸鎵鑭晶體的置有橫向電場(chǎng)的兩側(cè)面上優(yōu)選鍍有金膜，使其 上所加有的橫向電場(chǎng)更均勻，調(diào)Q的效果也更佳；三是橫向電場(chǎng)優(yōu)選為其重復(fù)頻率為1 IOOHz的脈沖電場(chǎng)，完全適應(yīng)了大功率激光器輸出的需要；四是調(diào)整架優(yōu)選為方位和俯仰 調(diào)整架，完全滿足了調(diào)整的需要。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1是本發(fā)明的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1，激光器的振蕩光路2上依次置有輸出鏡1、激光棒3、起偏器4、調(diào)Q晶體 5和全反鏡7 ；其中，調(diào)Q晶體5被固定于調(diào)整架6上，調(diào)Q電源8與調(diào)Q晶體5電連接。上 述的輸出鏡1為曲率半徑為1. 5m的凸面鏡，其表面鍍有高斯膜。激光棒3為雙摻釔釹石 榴石，其棒長為120mm、棒直徑為6mm。起偏器4為常用的。調(diào)Q晶體5為硅酸鎵鑭晶體，該 硅酸鎵鑭晶體為方柱狀，其橫截面為正方形；此方柱狀硅酸鎵鑭晶體的垂直于振蕩光路2 的兩端面上鍍有波長為2. Ιμπι (或1064nm或1. 32 μ m或1. 5 μ m或2. 94 μ m或于1000 3500nm間任選)的增透膜、平行于振蕩光路2的對(duì)應(yīng)兩側(cè)面上鍍有金膜，且在鍍有金膜的兩 側(cè)面上置有其重復(fù)頻率為1 100Hz、電壓為四分之一波長的橫向脈沖電場(chǎng)，該橫向脈沖電 場(chǎng)的輸入端與調(diào)Q電源8的輸出端電連接。調(diào)整架6為方位和俯仰調(diào)整架。全反鏡7為曲 率半徑為5m的凹面鏡，其表面鍍有全反射膜。使用時(shí)，激光電源儲(chǔ)能電容量為200微法，充電(泵脯)電壓最高時(shí)為1KV，調(diào)Q 電源8的調(diào)Q高壓脈沖為3. 5KV，在重復(fù)頻率分別為1次/秒、5次/秒、10次/秒、20次 /秒，直至100次/秒時(shí)，調(diào)Q晶體5工作穩(wěn)定可靠，且調(diào)試便捷，激光輸出的脈沖寬度僅為 6. 5ns，單脈沖能量達(dá)800mJ。經(jīng)測(cè)試，未發(fā)現(xiàn)前置激光和后置激光的出現(xiàn)，調(diào)Q的效果非常 的好。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)進(jìn)行各種 改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本 發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，由位于激光振蕩光路(2)上的起偏器(4)和調(diào)Q晶體(5)組成，其中的調(diào)Q晶體(5)固定于調(diào)整架(6)上，其特征在于所述調(diào)Q晶體(5)為硅酸鎵鑭晶體，所述硅酸鎵鑭晶體為方柱狀，所述方柱狀硅酸鎵鑭晶體的垂直于振蕩光路(2)的兩端面上鍍有波長為1000～3500nm的增透膜、平行于振蕩光路(2)的對(duì)應(yīng)兩側(cè)面上置有四分之一波長電壓的橫向電場(chǎng)，所述橫向電場(chǎng)的輸入端與調(diào)Q電源(8)的輸出端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，其特征是方柱狀硅酸鎵鑭晶 體的橫截面為正方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，其特征是增透膜的波長為 1064nm, $ 1. 32 μ m, $ 1. 5 μ m, $ 2. 1 μ m, $ 2. 94 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，其特征是硅酸鎵鑭晶體的置 有橫向電場(chǎng)的兩側(cè)面上鍍有金膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，其特征是橫向電場(chǎng)為其重復(fù) 頻率為1 IOOHz的脈沖電場(chǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)，其特征是調(diào)整架(6)為方位 和俯仰調(diào)整架。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光器用加壓式調(diào)Q電光開關(guān)。它由位于激光振蕩光路(2)上的起偏器(4)和調(diào)Q晶體(5)組成，其中的調(diào)Q晶體(5)固定于調(diào)整架(6)上，特別是調(diào)Q晶體(5)為方柱狀的硅酸鎵鑭晶體，其垂直于振蕩光路(2)的兩端面上鍍有波長為1000～3500nm的增透膜、平行于振蕩光路(2)的對(duì)應(yīng)兩側(cè)面上置有四分之一波長電壓的橫向電場(chǎng)，橫向電場(chǎng)的輸入端與調(diào)Q電源(8)的輸出端電連接；所述的硅酸鎵鑭晶體的置有橫向電場(chǎng)的兩側(cè)面上鍍有金膜，所述的橫向電場(chǎng)為其重復(fù)頻率為1～100Hz的脈沖電場(chǎng)，所述的調(diào)整架為方位和俯仰調(diào)整架。它的體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、安裝調(diào)試便捷；可廣泛地用于窄脈沖、大能量的激光調(diào)Q。
文檔編號(hào)H01S3/115GK101882749SQ20091011673
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者付毅賓, 吳先友, 張飛軍, 江海河 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所