[发明专利]一种可输出单纵模激光束的激光器及其出光控制方法

说明书

本发明公开了一种系统的抗干扰能力强，能量输出稳定度高，不受泵浦氙灯的老化而影响单纵模效果的输出单纵模激光束的激光器及其出光控制方法，该激光器沿激光传输方向依次设置有全反射镜、小孔光阑、调Q组件、偏振片、第一四分之一波片、激光增益介质、第二四分之一波片和输出选模组件；所述调Q组件为被动调Q晶体、带有光反馈控制电路的加压式光电Q开关、带有光反馈控制电路的退压式光电Q开关中的任意一种。本发明中氙灯泵浦激光器输出的单纵模激光能量要较半导体泵浦的能量高近百倍，在能量放大时较容易，有很强的技术优势，采用选模输出组件可使谐振腔内的纵模数量急剧减小，落在增益介质荧光谱线内的纵模数更少，因而有利于单纵模形成。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种可输出单纵模激光束的激光器及其出光控制方法。

背景技术

在很多科研应用和医疗应用中，比如SBS脉冲压缩、生物光谱分析都需要单纵模激光。以往的半导体端泵短腔单纵模种子源往往输出能量过小，一般为几十uJ到几百uJ，需多级放大才能满足要求；但高倍率的放大又容易自发辐射受激放大、造成线宽加大、模式失调等一系列问题，为此研发高质量大能量的单纵模激光器就十分有意义。

泵浦源为氙灯泵浦，氙灯泵浦源的峰值功率远远高于半导体泵浦，在低重频大能量激光器上有着半导体泵浦无法代替的优势。

近几年来，百皮秒激光器在激光美容行业异常火爆，因百皮秒激光与皮肤相互作用时，不仅峰值功率提高近10倍，还增加声光冲击波作用，大大提高击碎色素颗粒的能力。获得百皮秒脉冲的技术路线主要有锁模技术、短腔技术、斩波技术及布拉格光栅压缩法、SBS脉冲压缩法。锁模技术一般利用锁模元件获得短于1纳秒的脉冲，但锁模技术调试复杂、稳定性差、单脉冲能量低、维护不方便；短腔技术一般采用LD泵浦薄片晶体，谐振腔非常短、光束质量比较差、且对冷水温控要求高；斩波技术利用快速光电开关对纳秒的调Q激光进行切削，实现短脉冲输出，这种技术要求Q开关的开关速度非常高、驱动电路响应速度足够快、同步精度特别精准。若要实现皮秒脉宽，三者的累计误差要小于1纳秒，这种技术实现难度很大；布拉格光栅压缩法常应用飞秒激光器中，用此技术将飞秒激光展宽到皮秒，进行能量放大后，在用此技术压缩到飞秒脉宽。若用此技术的实现通常需要多个布拉格光栅，但光栅造价很高、且大能量容易损坏，是此技术的瓶颈。而SBS脉冲压缩办法将单纵模纳秒脉宽的激光注入到SBS介质中，产生百皮秒脉宽。由于SBS的发生需要注入激光能量达到其阈值以上，因此对种子源输出的能量有很高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光器连续输出单纵模脉冲的几率达到100％、系统的抗干扰能力强，能量输出稳定度高，不受泵浦氙灯的老化而影响单纵模效果的输出单纵模激光束的激光器及其出光控制方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的一种可输出单纵模激光束的激光器，该激光器沿激光传输方向依次设置有全反射镜、小孔光阑、调Q组件、偏振片、第一四分之一波片、激光增益介质、第二四分之一波片和输出选模组件；

所述激光器还具有一泵浦源，所述泵浦源输出的能量由所述激光增益介质吸收、并形成为反转粒子数，且所述泵浦源为氙灯泵浦源；

所述全反射镜和所述输出选模组件组成谐振腔，且所述全反射镜为1064nm全反射镜；

所述调Q组件为带有光反馈控制电路的加压式光电Q开关、带有光反馈控制电路的退压式光电Q开关中的任意一种。

当所述调Q组件为带有光反馈控制电路的加压式光电Q开关时，所述带有光反馈控制电路的加压式光电Q开关包括可饱和吸收体、光电Q开关、以及后置四分之一波片；

当所述调Q组件为带有光反馈控制电路的退压式光电Q开关时，所述带有光反馈控制电路的退压式光电Q开关包括光电Q开关和前置可饱和吸收体；

光反馈控制电路包括；