[发明专利]用于提高激光器功率的声光Q开关、谐振腔和脉冲激光器

说明书

一种用于提高激光器功率的声光Q开关、谐振腔及脉冲激光器，该声光Q开关包括透明光学元件，用于形成对激光起到衍射作用的相位光栅；压电换能器，设置在透明光学元件的一端，用于将电能转换成超声波能使透明光学元件内形成相位光栅；以及吸收体，设置在透明光学元件的另一端，用于吸收超声波能。本发明的声光Q内部光学晶体入射面设计成凹型曲面，可以对谐振腔内部振荡的聚焦光束进行扩束，使穿过声光Q光学晶体内部的光束体积变大，实现间接提高穿过振荡光束的光栅数目的，由于声光Q对振荡级激光关断激光能力与穿过其光栅数成正比，因此本发明可以提高声光Q开关关断振荡级激光的能力。

技术领域

本发明属于高功率脉冲激光技术领域，具体涉及一种用于提高激光器功率的声光Q开关、谐振腔及脉冲激光器。

背景技术

采用声光调Q技术实现脉冲激光输出是脉冲激光技术领域一种常用的方法，随着工业生产领域对激光加工效率的需求不断提高，提高脉冲激光器输出功率是目前脉冲激光技术领域主要研究内容之一。通常高功率脉冲激光器由振荡级和放大级组成，提高振荡级输出脉冲激光功率可以有效的提高激光器整体输出功率，主要原因为：1、高功率振荡级激光可以提高放大级提取效率，在相同数量放大级的情况下，可以输出更高的激光功率；2、采用高功率振荡级，可以减少放大级数量，使结构简单，提高激光器可靠性。但是通常采用声光调Q输出振荡级脉冲激光只有几十瓦至百瓦级，再提高振荡级激光功率就会导致声光Q不能完全关断，导致振荡级存在连续激光输出，降低激光器应用性能。高功率激光不能完全关断原因之一为：通常由于增益介质内部热分布不均匀，使得振荡级光束呈曲率变化的聚焦型分布，导致通过声光晶体内部的光束与声光晶体内部形成相位光栅间的角度不完全满足布拉格角，致使声光Q关断能力下降；由于谐振腔内部光束为一聚焦型光束，导致晶体内部光束体积呈变小趋势，因此优化并提高聚焦光束在声光晶体内部的体积，使通过激光光束其内部光栅数增加，可实现提高关断能力的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种用于提高激光器功率的声光Q开关、谐振腔及脉冲激光器，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种用于提高激光器功率的声光Q开关，包括：

透明光学元件，用于形成对激光起到衍射作用的相位光栅；

压电换能器，设置在透明光学元件的一端，用于将电能转换成超声波能使透明光学元件内形成相位光栅；以及

吸收体，设置在透明光学元件的另一端，用于吸收超声波能。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种谐振腔，包括：

高反镜，将谐振腔内部振荡激光反射回激光模块内部增益晶体；

激光模块，用于产生泵浦激光；

如上所述的声光Q开关，用于关断振荡级激光；以及

输出镜，用于将谐振腔内部振荡激光反射回激光模块内部增益晶体，并且将部分激光输出。

作为本发明的又一个方面，还提供了一种脉冲激光器，内含有如上所述的声光Q开关或如上所述的谐振腔。

基于上述技术方案可知，本发明的用于提高激光器功率的声光Q开关、谐振腔及脉冲激光器相对于现有技术至少具有以下优势之一：

1、声光Q内部光学晶体入射面设计成凹型曲面，可以对谐振腔内部振荡的聚焦光束进行扩束，使穿过声光Q光学晶体内部的光束体积变大，实现间接提高穿过振荡光束的光栅数目的，由于声光Q对振荡级激光关断激光能力与穿过其光栅数成正比，因此本发明可以提高声光Q开关关断振荡级激光的能力；