[发明专利]一种多通道声光复合调Q光源及调Q方法

说明书

本发明属于光电子及激光技术领域，涉及一种多通道声光复合调Q光源及调Q方法，包括输出镜，设置在输出镜一侧的全反镜，增益介质设置在输出镜和全反镜之间，声光调制模块设置在输出镜和增益介质之间；本发明较传统的声光调Q方式存在以下优点：(1)极大的提高了声光调制模块在调Q激光器的利用率，实现了调Q信号在开关的同时，均有巨脉冲激光的输出。(2)利用该方法，采用多声光调制器级联的方式，可以实现2nf(f为声光调制器的重复频率)重复频率的快速的倍增，满足更高重频激光工业加工的要求。(3)本方法所实现的声光复合激光调Q光源在实现单脉冲能量不变、重复频率提升的同时，光源结构更加紧凑，抗干扰能力强，性价比更高。

技术领域

本发明属于光电子及激光技术领域，更具体地，涉及一种多通道声光复合调Q光源及调Q方法。

背景技术

调Q技术的出现和发展是激光发展历史上的一个重要突破。它是将连续或者长脉冲的激光能量压缩到时间宽度极窄的脉冲并发射输出，从而实现峰值功率极高的一种激光脉冲调制技术。具体来说，调Q技术是通过某种方法使谐振腔损耗δ按规定程序变化，在泵浦激励刚开始的时候，先使光腔有高损耗状态，激光器由于阈值太高，不能产生激光震荡，使得上能级粒子数可以大量积累，当积累到饱和值时，腔损耗突然降低，阈值也就突然降低，这时反转集居数大大的超过阈值，此时受激辐射迅速的增强。于是在短时间内大部分上能级粒子数储存的能量转变为激光能量，在输出端产生一个激光巨脉冲输出。

传统的调Q技术主要采用声光调Q、电光调Q、转镜调Q等方法。其中，声光调Q和电光调Q技术已经成为激光调Q激光光源的主流，并广泛地应用到激光工业加工领域(激光标刻、激光刻蚀、激光毛化等)、激光测量领域等各种领域，尤其是声光调Q技术在高重复频率的运行中存在明显的优势。然而随着激光工业加工对加工效率不断提升需求的快速发展，现有的固体激光器声光调Q技术依然存在如下几个问题：(1)对于传统的激光调Q方式，在注入功率不变的条件下，随着重复频率增加，输出的单脉冲能量会大幅减小，无法满足调Q脉冲在高重复频率加工工艺参数的技术要求。(2)随着激光重复频率的提高，激光调Q器件的电气开关速度已经无法满足实际应用的要求，因此需要寻求新的控制技术。可见，随着激光工业加工的快速发展，对高重复频率的新型激光调Q技术的需求也愈发迫切。

发明内容

针对实际应用的需求和现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出了一种新型的声光复合调Q的方法及相关实现方案，旨在解决现有技术中在增加重复频率的同时，单脉冲能量降低的技术难题，满足激光工业加工中，对高重复频率脉冲能量不变的激光光源的迫切需求。

一种多通道声光复合调Q光源，其特征在于，包括输出镜，设置在输出镜一侧的全反镜，增益介质设置在输出镜和全反镜之间，声光调制模块设置在输出镜和增益介质之间；所述全反镜包括第一全反镜和第二全反镜，所述输出镜和所述第一全反镜平行放置，与声光调制模块构成第一激光谐振腔，所述第二全反镜光轴与正一级或负一级布拉格衍射输出光方向重合，与输出镜和声光调制模块构成第二激光谐振腔。增益介质包括激光增益介质和激光增益介质，声光调制模块与第一全反镜的轴线上有激光增益介质，声光调制模块与第二全反镜的轴线上放置相同的激光增益介质。

一种多通道声光复合调Q光源，其特征在于，包括输出镜，设置在输出镜一侧的全反镜，增益介质设置在输出镜和全反镜之间，声光调制模块设置在输出镜和增益介质之间；所述声光调制模块为多个，分别是第一声光调制模块，成对的第1-1声光调制模块、第1-2声光调制模块；成对的第2-1声光调制模块、第2-2声光调制模块；成对的第2-3声光调制模块、第2-4声光调制模块；……；成对的第n-(2ⁿ-1)声光调制模块、第n-2ⁿ声光调制模块；