[发明专利]一种折叠式腔倒空电光调Q激光谐振腔

说明书

技术领域

本发明属于激光技术，具体涉及一种电光调Q激光谐振腔。

背景技术

电光调Q是利用晶体的电光效应，通过激光谐振腔内光电场偏振方向的变化，实现激光振荡Q值的调节。它可以产生窄脉冲宽度、高峰值功率的激光脉冲。为保证实现好的Q开关效果，传统的电光调Q谐振腔内需要放置起偏、检偏元件。目前普遍使用布儒斯特镜片和格兰棱镜作为腔内光电场的起偏、检偏器件。

传统激光谐振直线腔内放置起偏、检偏的布儒斯特镜和格兰棱镜会带来一些不便和劣势：(1)布儒斯特镜所镀制的介质膜的作用主要是为了提高腔内光电场平行分量的偏振度，对于激光波长无明显地增透效果，格兰棱镜的光胶层易受到光照破坏，因此给谐振腔带来较大的插入损耗。(2)由于电光调Q腔内光强较高，介质膜层和光胶层易损伤，特别是对于腔倒空方式的电光调Q激光器，由此带来的不利因素更为严重。激光谐振腔内插入起偏、检偏的布儒斯特镜片和格兰棱镜极大地限制了电光调Q激光峰值功率的提高。(3)在腔内固定安装和调节布儒斯特镜和格兰棱镜，镜座调节架占据了较大的空间位置，增加了激光谐振腔腔长，不利于压缩电光调Q的激光脉冲宽度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述电光调Q的激光谐振腔中必须将布儒斯特镜插入腔内使用的不足之处，提供一种电光调Q激光谐振腔，该谐振腔减少了腔内光学元件，避免了光学膜层的损伤，降低了插入损耗，并缩短了激光谐振腔长度。

本发明提供的折叠式腔倒空电光调Q激光谐振腔，依次包括第一全反镜、激光介质、电光调Q晶体和第二全反镜，其特征在于：在激光介质和电光调Q晶体之间放置有折叠腔镜，折叠腔镜采用布儒斯特镜，其放置的角度使垂直于入射面的S偏振光满足全反射条件。

作为上述技术方案的改进，在折叠腔镜和电光调Q晶体之间放置有λ/4波片，且λ/4波片与电光调Q晶体的通光面平行，λ为激光波长。

本发明在谐振腔型上采用布儒斯特镜等价为折叠腔镜的方法，使垂直于入射面的S偏振光能在腔内振荡，平行于入射面的P偏振光完全输出，保证λ/4电压可有效地控制腔内光的偏振状态，此时布儒斯特镜起到起偏、检偏镜的作用。因此，新型电光调Q谐振腔内不需要另外插入布儒斯特起偏、检偏镜。该谐振腔型可以用于侧面泵浦方式、端面泵浦方式的腔倒空电光调Q固体激光器，如Nd:YAG、Nd:YVO₄、Nd:YAP、Nd:GdVO₄等，以及加压、退压、纵向、横向电光效应的电光调Q晶体，如KD^*P、BBO、RTP、LN等。这种谐振腔内只存在一种光偏振状态振荡，特别适合电光调Q的要求，在实际应用中可以起到将布儒斯特镜与折叠反射镜合二为一的作用。具体而言，本发明的优点在于：

(1)该谐振腔采用偏振反射，使得谐振腔减少非增益性的光学元件，降低腔内插入损耗，有利于提高激光调Q脉冲的能量。

(2)该谐振腔内无起偏光学元件，光路无折射偏移，方便调试。

(3)该激光谐振腔可以缩短同等条件下的谐振腔长度，能有效地压缩Q脉冲宽度，有助于提高激光Q脉冲的峰值功率。

(4)谐振腔采用的布儒斯特镜，可以同时起到起偏、检偏、反射和输出镜的作用，能获得好的电光调Q效果，可以用于所有侧面泵浦方式、端面泵浦方式的腔倒空电光调Q固体激光器和电光晶体。

附图说明

图1传统的直线腔倒空电光调Q激光谐振腔；

图2是本发明的加压式折叠腔倒空电光调Q激光谐振腔的一种实施例结构示意图；

图3是本发明的退压式折叠腔倒空电光调Q激光谐振腔的一种实施例结构示意图；

具体实施方式

如图1所示，传统的直线腔倒空电光调Q激光谐振腔包括第一全反镜1、激光介质2、起偏镜3(格兰棱镜)、电光调Q晶体4和第二全反镜5。

如图2所示，采用折叠式腔倒空电光调Q激光谐振腔包括第一全反镜1、激光介质2、折叠腔镜9、电光调Q晶体4和第二全反镜5。在端面泵浦方式下，第一全反镜1需要镀制对泵浦光增透和振荡光高反的膜层，第二全反镜5只镀制对振荡光高反的膜层。在侧面泵浦方式下，第一全反镜1与第二全反镜5镀制的膜层相同即对振荡光高反。

折叠腔镜9采用布儒斯特镜，放置的角度须达到垂直于入射面的S偏振光全反射的要求：即满足振荡光与镜面呈90°-θ_B的条件，反射光线与入射光线之间的夹角为2θ_B，并且都是S偏振光。θ_B为布儒斯特角。