[实用新型]一种振镜调Q的二氧化碳激光器装置

说明书

技术领域

本实用新型属于激光技术领域，更具体地，涉及一种振镜调Q的CO₂激光器装置。

背景技术

CO₂激光器可产生9～11μm的激光输出，此波段处于光束传输的大气窗口，因此在激光测距、测速、成像雷达、环境探测、空间通讯等领域具有广阔的应用前景。为满足实际应用中对高峰值功率的需求，CO₂激光器需要以脉冲方式工作。目前中小型CO₂激光器实现脉冲输出的方法主要有电光调Q、声光调Q和机械调Q三种方式。

电光调Q是在腔内放置起偏器及电光晶体，利用晶体的普克尔效应，实现超短脉冲输出。CO₂激光器的电光调Q晶体主要是CdTe，调制频率可达到100kHz，脉冲宽度可压缩至百ns量级。但由于电光调Q通常需要用到高电压，结构较为复杂，不利于实现激光的编码输出，且CdTe晶体损伤阈值较低、价格非常昂贵。

声光调Q通常采用Ge晶体作为开关器件，通过改变声光介质中周期性交变的超声场所引起的衍射损耗而进行调Q，该方法结构简单，脉冲重复频率高，输出稳定。但声光晶体较大的吸收系数使得腔内损耗严重并导致激光器运转困难，在较低激光增益下，为了压缩激光脉冲宽度只能降低激光运行重复频率，因此无法实现高重复频率的激光输出；而在较高激光增益下，声光Q开关无法实现对振荡激光的有效“关断”，从而限制了其压缩激光脉冲宽度的能力。

机械调Q通常是利用插入谐振腔内高速旋转的斩光盘或转镜实现的，此方法的优点是结构简单，成本低。相对声光调Q和电光调Q使用了晶体，机械调Q能够承受更高的功率，脉冲峰值功率可达kW级。但机械调Q由于受斩光盘或转镜转速限制，脉宽较大，且无法实现激光脉冲编码。同时，如果采用光闸开关来控制激光输出时，光闸打开或者关闭比较慢，从而限制激光脉冲的输出效率，影响实际使用。此外，机械调Q转镜法和机械斩波法，都各自有自己的局限性。对于转镜法，由于带动镜片的马达转速的局限性，调Q的结果是重复频率比较低。对于机械斩波法，虽然它可以获得比较高的重复频率，但需要在谐振腔里插入一个斩波器，并且一般情况下还需要透镜来聚焦光斑，这不利于激光器小型紧凑化的发展。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种振镜调Q的CO₂激光器装置，其目的在于实现窄脉冲CO₂激光输出，同时提供一种激光脉冲可编码的方法，由此解决现有调Q装置的结构复杂、成本高、效率低、且无法实现脉冲编码的技术问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种振镜调Q的CO₂激光器装置，其特征在于，包括：全反镜、CO₂激光管、振镜系统、以及输出镜，其中：在所述全反镜至输出镜的激光传输光路上依次布置有所述CO₂激光管和振镜系统；

所述振镜系统包括2个或2个以上振镜，通过所述振镜的相对运动，来调节该CO₂激光器装置的品质因数，并用于窄脉冲CO₂激光输出和激光脉冲编码。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其振镜的相对运动为周期性偏摆运动。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其振镜偏摆频率相同。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其振镜偏摆频率为100Hz～2.5kHz。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其振镜摆动幅度小于等于10°。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其振镜系统中相邻振镜中心距离为10mm～30mm。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其全反镜为平面全反镜。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其全反镜反射率大于等于90％。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其输出镜为平面透反镜。

优选地，所述的振镜调Q的CO₂激光器装置，其输出镜透过率为10％～70％。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由于提供一种振镜调Q的CO₂激光器装置，具有以下有益效果：