[发明专利]一种利用腔内调制获得脉冲串激光的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲串激光的实现方法及实现该脉冲串激光输出装置，尤其涉及一种利用腔内调制手段获得脉冲串激光器的方法及装置。

背景技术

高速平面激光诱导荧光成像技术可以获得非稳流场结构动态演化信息，是流场和燃烧环境诊断最重要的技术手段之一，在“高超”、姿轨控发动机点火以及能源动力领域燃烧学研究中具有极大的应用前景。高速平面激光诱导荧光成像技术中需要高重频、大脉冲能量的激光泵浦源，然而常规脉冲激光器中激光的高重复频率与大脉冲能量间存在相互制约的问题，在获得高重复频率的同时难以兼得大能量输出。而脉冲串激光是目前解决这一问题的最佳方法之一。输出的脉冲串激光经过激光高效放大后使脉冲串激光具有较高的单脉冲能量，这样既保证了激光脉冲在一段时间内的高重复频率，又实现了较高的单脉冲能量，可作为泵浦源用于高速平面激光诱导荧光成像技术中。   

发明内容

为了解决常规脉冲激光器中高重复频率与大脉冲能量难以兼顾输出的难题，同时提高脉冲选取效率，本发明提供了一种利用腔内调制手段获得脉冲串激光的方法及装置。脉冲串激光的脉冲串重频和串内脉冲个数灵活可控，同时若对输出的脉冲串激光进行激光高效放大后，可实现脉冲激光在一段时间内的高重频与大脉冲能量的兼顾输出。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用腔内调制手段获得脉冲串激光器装置，沿光束传播方向同轴设置有全反射镜、脉冲半导体侧泵模块、偏振片、四分之一波片、调制器和输出镜。

利用上述装置实现脉冲串激光输出的方法，由以下步骤实现：

步骤一、由全反射镜和输出镜组成激光谐振腔；

步骤二、脉冲半导体侧泵模块工作，腔内调制器关闭，激光器积累反转粒子数，无激光脉冲输出；

步骤三、腔内调制器打开，输出脉冲串激光，激光脉冲串内的脉冲个数由脉冲半导体侧泵模块的泵浦时间和调制器的调制频率决定，脉冲串重复频率由脉冲半导体侧泵模块的工作重复频率决定。

本发明的脉冲串激光装置，脉冲选取效率高，脉冲串重频和串内脉冲个数可灵活控制，此输出的脉冲串激光辅以放大技术后，可在一定时间内实现激光的高重频与大脉冲能量兼顾输出。

附图说明

图1为本发明脉冲串激光器装置的结构示意图；

图2为脉冲串输出示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式提供了一种利用腔内调制的脉冲串激光器装置，包括沿光束传播方向依次设置的全反射镜1、脉冲半导体侧泵模块2、偏振片5、四分之一波片6、调制器7和输出镜8。

脉冲半导体侧泵模块2工作，调制器7关闭时，激光晶体4在激光泵浦源3的作用下，辐射出的激光光子在偏振片5和四分之一波片6的共同作用下，无法在全反射镜1和输出镜8之间往返谐振放大，激光器积累反转粒子数，无激光脉冲输出；调制器7打开，激光光子可在全反射镜1和输出镜8之间往返谐振放大，当单程增益大于单程损耗时，激光器输出脉冲串激光。其中脉冲串激光的重复频率由脉冲半导体侧泵模块2的工作频率决定，串内脉冲个数由激光泵浦源3的泵浦时间和调制器7的工作频率共同决定。

本实施方式中，所述全反射镜1、脉冲半导体侧泵模块2、偏振片5、四分之一波片6、调制器7和输出镜8同轴放置。

本实施方式中，所述全反镜镀1可以是平平镜，平凹镜或者平凸镜。

本实施方式中，所述全反射镜1镀对激光工作波长的高反射率膜，反射率R>99%。

本实施方式中，所述全反镜1和输出镜8之间距离20cm，且满足激光谐振条件。

本实施方式中，所述脉冲半导体侧泵模块2包括集成在一起的激光泵浦源3和激光晶体4，激光晶体4放置在脉冲半导体侧泵模块2的中心。

本实施方式中，所述偏振片5倾斜放置，倾斜角度的调整以激光器可输出最大功率的偏振光为主。

本实施方式中，所述四分之一波片6垂直于腔轴放置，且其光轴方向与偏振片5的透偏方向成45^o。

本实施方式中，所述调制器7可以是电光Q开关或声光Q开关，若是电光Q开关的话，加载λ/4电压。

本实施方式中，所述调制器7的作用是负责脉冲串内脉冲个数的控制。