[发明专利]重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器。

背景技术

激光调Q激光技术从1961年提出以后，发展极为迅速，该技术是将激光全部能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使激光器发光的峰值功率提高几个数量级的一种重要技术，电光调Q是利用某些晶体的电光效应做成电光调Q开关器件，电光调Q具有开关时间短(约10^-9s)，效率高，调Q时刻可以精确控制，输出脉冲宽度窄(10～20ns)，峰值功率高(几十MW以上)等优点，是目前应用广泛的一种调Q技术。电光调Q使用时一般在激光谐振腔内加上偏光器和波片，偏光器的作用是得到线偏振光，可以使用偏光棱镜，一般选择格兰-泰勒棱镜或格兰-傅科棱镜，也可以使用镀膜的偏振片，波片的作用是使调Q信号脉冲到来时，激光器输出激光脉冲。电光调Q的工作原理为，当调Q信号为低电平时，电光晶体对于激光器谐振腔内传播的光相当于各向同性介质，光通过光电晶体后，偏振状态不发生任何改变，这样，偏振器件和波片就构成了光隔离器，让激光器中的辐射光只能沿一个方向传播，不能形成激光振荡，因此，激光器谐振腔的损耗很大，激光器的出光阈值很高，激光介质在泵浦源的作用下，处于储能状态；当调Q信号脉冲到来时，电光晶体两端加电压，电光晶体对于激光器谐振腔中轴向传播的光相当于一个波片，其快轴与原有波片快轴重合，形成波片，或快轴与原有波片慢轴重合，对光不起作用，无论是哪一种情况，谐振腔内波片、电光晶体和偏振器件不再组成光隔离器，光路可逆，激光辐射可以在谐振腔内振荡，谐振腔处于低损耗状态，激光脉冲迅速形成，并通过激光器的输出端输出。

电光调Q激光器中，调Q开关的时间非常短，在纳秒的量级上，因此，调Q激光脉冲信号能够快速建立，激光器输出的激光脉冲宽度也很窄，约10ns～20ns，由此可见，提高激光器的单脉冲能量，可以得到高峰值功率的激光脉冲，然而，在一定重复频率的激光脉冲下，单脉冲能量越大，激光器发热越大，热效应对激光器的影响也就越严重，所以高重频激光器的单脉冲能量不能做得很大。另外，激光器重复频率越大，激光器热效应也就越严重，所以，大能量、高峰值功率的电光调Q激光器一般重复频率都比较低，并且，单脉冲能量越大、脉冲峰值功率越高，激光器的重复频率越低。目前常见的大单脉冲能量、高峰值功率的调Q激光器的重复频率一般小于100Hz。

可见，现有的电光调Q脉冲激光器，特别是大能量、高峰值功率的脉冲调Q激光器的输出激光脉冲序列中，激光脉冲的重复频率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何克服传统电光调Q激光器输出激光脉冲序列中，只含重复频率较低的激光脉冲序列的缺点，提出一种电光调Q脉冲激光器，以实现输出大单脉冲能量、高峰值功率的电光调Q脉冲激光器既可在低重复频率状态下工作，又可短时间在高重复频率状态下，输出的激光脉冲序列中既含有重复频率较低的激光脉冲，又含有重复频率较高的激光脉冲的目的。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种重复频率大范围可变的电光调Q脉冲激光器，包括依次连接的全反射镜、电光调Q单元、激光增益单元和输出单元，以及泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制单元，所述泵浦脉冲信号和调Q脉冲信号的产生控制单元用于产生并控制泵浦脉冲和调Q脉冲，使泵浦脉冲和调Q脉冲分别作用于所述激光增益单元和所述电光调Q单元，所述输出单元用于输出激光脉冲，所述激光脉冲中包含重复频率较低的低重频激光脉冲和重复频率较高的高重频激光脉冲。

优选地，所述电光调Q开关包括依次连接的能够工作在高频状态下的电光调Q晶体、波片和偏光器。

优选地，所述输出单元包括依次连接的波片、偏光器和全反射镜，或者

所述输出单元为输出镜。

优选地，所述激光器还包括与所述输出单元连接的波片或退偏器。

优选地，与所述输出单元连接的波片的光轴与所述偏光器的透光方向呈45°。

优选地，与所述电光调Q单元连接的所述全反射镜为平面反射镜或角锥棱镜，且所述角锥棱镜的反射面镀有防相位突变膜。

优选地，所述波片和偏光器的两端均镀有增透膜。

优选地，所述能够工作在高频状态下的电光调Q晶体为BBO晶体或RTP晶体。

优选地，所述偏光器为偏振片或偏光棱镜。

(三)有益效果