[发明专利]In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光技术领域所涉及的一种激光器，尤其涉及一种In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器。

背景技术

LD泵浦调Q脉冲激光器在很多领域得到广泛的应用，尤其在材料加工、非线性频率变换、医疗、军事等方面都具有很好的应用前景。

对于目前来看激光的调Q技术主要分为以下几类：(1)声光调Q技术；(2)电光调Q技术；(3)被动调Q技术；(4)腔倒空技术，其中，前三种称为脉冲反射式调Q技术，腔倒空又称脉冲透射式调Q技术，上述几种调Q技术已经发展的很成熟了，对于声光调Q技术其重复频率已经达到MHz的数量级，而对于电光调Q的重复频率也已经达到kHz的量级。目前很多脉冲商用的激光器大都采用声光和电光调Q形式，对于被动调Q发展的也相对比较成熟，常用的饱和吸收体有Cr⁴⁺:YAG，V:YAG，半导体饱和吸收体；而腔倒空技术多用于实验室中，其电路部分较为复杂。上述几种调Q方式都需要在谐振腔内插入声光Q开关、电光Q开关和饱和吸收晶体等，这样会对激光产生损耗，降低了效率，增加了相应的成本，而在《光学谐振腔的图解分析与设计方法》(张光寅著，国防工业出版社出版)一书中提出了一种利用热敏感腔自调Q的理论，其原理是利用谐振腔的动力学因子1/f_t随着泵浦脉冲做周期性的变化，这个变化将对谐振腔运行的动力状态产生影响。选择合适的腔参数使1/f_t在“U”型曲线的边界处变化即可以引起腔损耗的大幅度周期变化，从而实现调Q的MW级巨脉冲输出，不过这种方法是利用激光器自身脉冲前后的热焦距变化进行调制的，因此此种效果得到的调制效果有限，脉冲稳定度不高，容易形成多脉冲现象。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器。本发明激光器是在激光谐振腔内不插入调制器件的情况下，利用In-band泵浦于普通泵浦方式相结合来对谐振腔的动力学因子1/f_t进行强制的调制来得到稳定有序的、稳定的、高能量的、高光束质量的脉冲激光输出。

为了解决上述技术问题，本发明In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器予以实现的技术方案是：该激光器的光路由依次设置的808nm泵浦源、传能光纤、耦合系统、激光器全反镜、激光增益介质晶体、激光折返镜、In-Band泵浦耦合系统(7)、In-Band泵浦光传能光纤和In-Band泵浦源及激光输出镜构成，其特征在于：由上述的激光器全反镜、激光增益介质晶体、激光折返镜和激光输出镜构成一热敏感腔，所述热敏感腔的热焦距为100mm到400mm之间时，激光器存在稳区，所述热敏感腔的热焦距大于400mm时，激光器存在非稳区。

本发明采用上述In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的脉冲输出方法，其过程如下：

步骤一：由In-Band泵浦源单独工作，该In-Band泵浦源发出的泵浦光经过传能光纤和In-Band泵浦耦合系统对激光增益介质晶体进行抽运，此时，激光增益介质晶体的热焦距大于400mm，使激光谐振腔处于非稳区内，激光不能产生振荡，激光增益介质晶体进行有效的储能；

步骤二：当储能时间达到上能级寿命时，所述808nm泵浦源开始工作，使激光增益介质晶体的热焦距迅速变小，当激光增益介质5的热焦距小于400mm时，整个谐振腔移入稳区内，激光迅速起振，产生MW级巨脉冲输出；

步骤三：脉冲结束后808nm泵浦源停止泵浦，谐振腔又落到非稳区内，激光停止振荡，In-Band泵浦源仍继续工作，为下一次脉冲提供泵浦能量，返回上述步骤二。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：实现在激光谐振腔内不插入调制器件的情况下即可得到稳定有序的、稳定的、高能量的、高光束质量的自调Q脉冲激光输出。

附图说明

图1是本发明In-Band泵浦热敏感腔808nm触发自调Q激光器的光路图；

图2是图1所示激光器的谐振腔稳区图；

图3是图1所示激光器热焦距与激光腔模半径的关系图；

图4是本发明880nm与808nm泵浦光的时间关系说明。

图中：1——808nm泵浦源    2——传能光纤            3——耦合系统

4——激光器全反镜         5——激光增益介质晶体    6——激光折返镜

7——In-Band泵浦耦合系统  8——In-Band泵浦光传能光纤

9——In-Band泵浦源        10——激光输出镜

具体实施方式