[发明专利]一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器

说明书

本发明公开了一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器，所述被动调Q激光器包括：泵浦源、聚焦耦合镜组、全反镜、偏振激光介质、半波片、偏振片、被动调Q晶体和输出镜，其中：所述泵浦源、聚焦耦合镜组、全反镜、偏振激光介质、半波片、偏振片、被动调Q晶体和输出镜依次光学同轴排列，所述全反镜和输出镜组成谐振腔；所述偏振激光介质和半波片组成了偏振合成增益控制功能模块，通过旋转半波片来控制被动调Q激光器的增益，实现有效控制被动调Q激光器的脉冲频率。本发明方案能够在不改变泵浦功率、不影响晶体热效应及保持谐振腔稳定状态的条件下，被动调Q激光器本身实现增益控制，达到有效调节被动调Q激光器频率的技术效果。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器。

背景技术

被动调Q激光器具有体积小、成本低、结构紧凑的优点，在激光雕刻、显示和舞台布景等具有广泛的市场应用前景。

被动调Q经常用于连续泵浦的激光器中获得高重频的脉冲激光输出。由被动调Q技术特点可以看出，形成激光脉冲的一个关键点是激光器增益要达到激光器的阈值，在连续泵浦的被动调Q激光器中，经常出现产生激光脉冲的时刻和频率都不同的混乱现象，这是因为多模状态下，每个模式的激光器阈值有所不同，为了获得此条件下的稳定脉冲调Q激光输出，需要激光器保持单横模运转。

为使激光器实现单模运转，需要激光器的泵浦功率处于稳定状态，即激光器增益介质所产生的热透镜焦距不变，激光器谐振腔损耗不变，这样调Q激光器可以获得脉冲稳定的固定频率激光输出。当泵浦功率变化时，破坏了激光器单模运转条件，被动调Q脉冲和频率稳定性将受到破坏。

影响被动调Q的脉冲频率的因素主要有泵浦功率、输出镜反射率和谐振腔，其中输出镜和谐振腔参数一旦确定下来，调Q激光参数也将确定下来，只能通过改变泵浦功率，局部进行频率调整。泵浦功率改变，将影响晶体的热效应，造成谐振腔稳定状态发生改变，需要对谐振腔进行调整适应，获得稳定频率的调Q激光。因此被动调Q激光器输出频率运转过程中采用常规方法，无法对调Q脉冲频率进行有效调节，从而限制了被动调Q激光器的广泛应用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器。

本发明提出一种基于偏振合成激光增益的被动调Q激光器，所述被动调Q激光器包括：泵浦源1、聚焦耦合镜组2、全反镜3、偏振激光介质4、半波片5、偏振片6、被动调Q晶体7和输出镜8，其中：

所述泵浦源1、聚焦耦合镜组2、全反镜3、偏振激光介质4、半波片5、偏振片6、被动调Q晶体7和输出镜8依次光学同轴排列；

所述全反镜3和输出镜8组成谐振腔；

所述泵浦源1产生的泵浦光首先经过所述聚焦耦合镜组2的汇聚，再经过所述全反镜3，最后被所述偏振激光介质4所吸收，使偏振激光介质粒子向激光上能级跃迁，形成粒子数反转，被动调Q激光器增益提高；

当被动调Q激光器增益提高到第一预设阈值以上时，谐振腔内激光开始振荡，激光光束最后经所述输出镜8输出。

可选地，所述偏振片6表面镀有P光高透膜和S光高反膜，在所述谐振腔中插入所述偏振片6以后，腔内只允许P偏振方向光在谐振腔内往返振荡。

可选地，所述被动调Q晶体7是基于晶体可饱和吸收特性用于调Q获得脉冲激光的晶体。

可选地，所述泵浦源1为直接输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质4的吸收峰；

所述聚焦耦合镜组2由两个正交放置的柱面镜和一个凸透镜组成，所述柱面镜一面为平面，另一面为凸面，且所述柱面镜的平面与泵浦源1相对。

可选地，所述泵浦源1为光纤耦合输出的半导体激光器，波长对应于所述偏振激光介质4的吸收峰；