[发明专利]可实现谐振腔主动多程增益控制的激光器

说明书

可实现谐振腔主动多程增益控制的激光器涉及激光器技术领域，解决激光输出阈值高和转化率低的问题。该激光器包括：第一全反镜、增益介质、泵浦源、90度偏振旋转电光开关、偏振片、第二全反镜和输出镜；对90度偏振旋转电光开关交替施加零电压和半波电压。本发明电压控制的时间基于激光谐振腔长及往返时间人为设定，进而控制光束在谐振腔振荡增益次数，实现主动控制谐振腔往返过程的多程增益。本发明提高了谐振腔往返过程的总增益、降低了激光输出阈值和提高了激光器转化效率。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及可实现谐振腔主动多程增益控制的激光器。

背景技术

自从激光器问世以来，激光器取得了飞速的发展，激光技术已广泛应用到军事、国防、工业等多领域，与我们的生活越来越密切。低阈值、高转化效率一直是激光技术发展的重要指标。实现激光器输出的两个关键因素就是实现粒子数反转和激光谐振腔，目前主要技术是通过实现粒子数反转来降低激光器阈值和提高激光器转化效率，主要从泵浦源、激光增益介质选择方面来实现。在泵浦方面，从宽带泵浦到单一波长以减少晶体废热方式，降低激光阈值和提高激光转化效率。在激光增益介质方面，通过研发新的晶体材料，以优化晶体的受激发射截面为前提，如先后研发出Nd:YAG、Nd:YVO₄、Nd:GdO₄等1um激光晶体，Nd:YVO₄晶体解决了Nd:YAG晶体受激发射截面小的问题，Nd:GdO₄解决了Nd:YVO₄热导率差的问题，以寻求更优良的晶体材料为手段，提高激光增益介质光学和物理性能，以及激光器性能。

而在优化激光谐振腔方面，目前基本都是通过优化谐振腔输出镜反射率的手段来实现。此种方法需要很高的输出镜的反射率，同时对谐振腔内部器件的尺寸要求高；而且对谐振腔的应用限制大，例如在调Q激光器或锁模激光器中，需要在谐振腔中插入调Q或锁模等器件，插入的器件的反射率的对谐振腔整体的损耗值的影响很大，所以对泵浦阈值的影响很大。

发明内容

为了获得低阈值、高转化效率的激光器，本发明提供了可实现谐振腔主动多程增益控制的激光器。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

可实现谐振腔主动多程增益控制的激光器，包括增益介质和泵浦源，还包括第一全反镜、90度偏振旋转电光开关、偏振片、第二全反镜和输出镜；

沿增益介质输出的信号光的光路依次设置有第一全反镜、增益介质、90度偏振旋转电光开关、偏振片和输出镜，在偏振片反射的信号光方向上垂直信号光设置第二全反镜；

对所述90度偏振旋转电光开关交替施加零电压和半波电压，所述零电压的作用时间为t₁＝2n(L₁+L₂+L₄)/c，所述半波电压的作用时间为t₂≤2(L₂+L₃)/c，其中L₁为光束从第一全反镜到90度偏振旋转电光开关末端的传输距离，L₂为光束从90度偏振旋转电光开关末端到偏振片的传输距离，L₃为光束从偏振片到输出镜的传输距离，L₄为光束从偏振片到第二全反镜的传输距离，c为光速，n为设定的正整数；