[其他]固体激光器的毫微秒双脉冲光闸

说明书

本实用新型属于激光器件技术领域。

可见相干光双脉冲的产生是对快过程进行全息干涉计量、散斑干涉计量或高速摄影的必要技术手段之一。

用双脉冲激光器作为光源的高速摄影装置、全息干涉或散斑干涉计量装置，其适用范围（即能够对之计量或摄影的运动过程的快慢）主要取决于脉冲宽度和两个脉冲的间隔。脉冲宽度及间隔愈大，所适用的运动过程愈慢。

输出光波长为0.6943微米的红宝石激光器是迄今最为通用的产生可见相干短脉冲的光源。现有的双脉冲红宝石激光器一般采用二次调Q方案，所输出的光脉冲，其宽度30毫微秒，间隔5微秒。用这种指标的双脉冲光去计测微米量级物体的运动，其纵向运动速度一般应限制在10米／秒量级。

本实用新型的目的在于大大缩短红宝石激光器和其他固体激光器输出的双脉冲激光的脉冲宽度和脉冲间隔，以适应更高速运动过程计测的需要。

本实用新型的技术方案如图所示。其中①是电光晶体，②是闸流管，③是火花隙，④是偏振棱镜，⑤是传输线，⑥和（12）都是电阻，⑦是激光工作物质，⑧和⑨是反射镜，⑩和（11）都是直流高压电源，（13）是电容器。工作原理如下。由电源（11）给电容器（13）充电，并通过电阻（12）和⑥给电光晶体①施加四分之一波电压，由电源⑩给传输线⑤充电。触发信号使闸流管②导通并使电光晶体①退压，同时在火花隙③上造成一个超过临界击穿电压的过电压（由于火花隙有一个击穿形成时延，此时它并不立即击穿）。经调Q后，腔内激光振荡逐渐建立起来。当腔内激光达到一定强度时，从偏振棱镜④侧向漏出的激光触发火花隙③，使它立即导通。此时，传输线⑤便通过火花隙③、电阻⑥和闸流管②放电，同时电光晶体①上被施加幅度等于该晶体的半波电压的电压方波。在电光晶体①上的电压上升和下降期间（即对应于电压方波的上升沿和下降沿），往返通过晶体①的偏振激光的两正交分量产生由零至2π的位相延迟，其偏振态相应改变并从偏振棱镜④反射输出。电容器（13）和电阻（12）的作用是保证在火花隙③导通时，闸流管②仍处于导通状态。

当电光晶体①紧靠反射镜⑧时，光脉冲的底宽分别近似等于电压方波前后沿的宽度，后者又取决于火花隙③的导通时间。两脉冲的间隔由传输线⑤的长度确定。

本实用新型可产生脉冲宽度1毫微秒，脉冲间隔在2毫微秒到30毫微秒之间可调的双脉冲激光。从而可用于对纵向速度＞百米／秒、线度为微米量级的物体及由这类运动微粒群体构成的随机分布场进行全息干涉或散斑干涉计量和高速摄影。对于线度较大物体或其他流场，能够计测的速度上限会更大，因而具有重要的科学价值并将产生巨大的社会效益。