[发明专利]最佳透过率可调的激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种最佳透过率可调的激光器。

背景技术

激光器的输出透过率对激光器的输出光功率影响很大，如果透过率太高，会导致腔内增益系数的阈值升高，如果介质的双程增益系数不够大，将会导致腔内光强减小，进而使输出功率降低，严重时甚至使腔内不能形成激光(沈柯.激光原理教程[M].北京：北京工业学院出版社，1986，135-138)；当然激光器的输出透过率也不能太小，因为透过率太小，虽然使增益系数的阈值降低，腔内光强增强，但随着腔内光强的增强，腔内损耗也会增大，这使光波在介质中往返一次所增加的光能量中用于损耗的部分增多，并未实现增加输出的预期效果，并且容易烧坏腔内光学元件(W.克希耐尔著.孙文，江泽文译.固体激光工程[M].北京：科学出版社，2002，356-405)；为了使激光器有最大的输出功率，必须使激光器的输出透过率取最佳值。

激光器的最佳输出透过率与激光器的结构、增益介质提供的增益大小、激光器的工作状态及激光器的损耗都有关系，以激光器的工作状态为例，连续出光的最佳输出透过率和调Q以后出光的最佳输出透过率在很多时候有很大差别，尤其是激光单脉冲能量比较大，重复频率比较低时差别更大，仅仅通过理论计算得到的最佳输出透过率往往与实际的情况存在较大的误差(W.Koechner.Solid-State Laser Engineering[M].New York：Springer Science+Business Media Inc 2006，488-529)。

现有激光器设计和制作技术中，技术人员一般通过实验的方法获得激光器的最佳透过率，具体的办法是在激光器的腔型结构、增益介质的泵浦特性及激光器的工作状态确定的情况下，通过更换不同透过率的输出镜的办法来实现功率最大输出(余本海.输出镜对双棒串接固体激光器输出光束的影响[J].激光技术，2004，28(1)：94-97)。但这种方法既费时又难以准确找到最佳输出透过率的值。

此外，还有采用在腔内加入通过机械旋转调整的1/4波片来调节激光器的输出透过率的方法(樊仲维，崔建丰，裴博.一种透过率可调的激光器：中国专利，ZL 200620119283.2[P]，2007-11-27)，但采用这种方法调整时的稳定性要求高，且不能实现快速调节。

在实际应用中，对于不同的应用环境，需要的激光器的输出光功率往往不同，通过衰减或调节激光器的输出透过率可以得到在某一特定值以下光功率可调节的激光，但这时泵浦能量转换为有用的激光能量的效率较低，会有相当一部分能量被浪费掉，在采用仅通过调节激光器输出透过率实现对激光输出功率的调节时，被浪费掉的这些能量会转换为热能，给激光器的散热增加负担，严重时会影响激光器的出光性能，甚至使激光熄灭。

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：提供一种最佳透过率可调的激光器，实现对激光器输出透过率的快速调节，使激光器输出光功率能够快速变化，并且使激光器始终工作在最佳透过率状态。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种最佳透过率可调的激光器，包括：

第一、第二和第三全反射镜，用于构成激光器的谐振腔；

激光增益模块，设于所述谐振腔的光路上，用于对激光进行放大；

第一电光晶体，设于所述谐振腔的光路上，用于对经过的光的偏振状态进行调节，进而调节激光器的输出透过率；

第一偏振分光器，设于所述第一电光晶体和第二全反射镜之间的光路上，用于与所述第一电光晶体配合实现对激光器输出透过率的调节；

第二电光晶体，设于所述谐振腔的光路上，用于对经过的光的偏振状态进行调节，进而调节谐振腔的损耗；

第二偏振分光器，设于所述第二电光晶体、第三全反射镜以及第一电光晶体之间的光路上，用于与所述第二电光晶体配合实现对谐振腔损耗的调节。

优选地，所述第二电光晶体上施加的电压随所述第一电光晶体上施加的电压的变化而对应变化。

优选地，所述第二电光晶体、第二偏振分光器、激光增益模块、第一电光晶体和第一偏振分光器依次分布在所述第一全反射镜和第二全反射镜之间，所述第一偏振分光器的一个反射面朝向所述第一电光晶体和第二全反射镜设置，所述第二偏振分光器的一个反射面朝向所述激光增益模块和第三全反射镜设置。