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专利号: 2019103870362
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超高重频窄脉冲单波长交替调Q激光器,其特征在于,包括:第一泵浦源(1)、第一光纤(2)、第一耦合透镜组(3)、第一激光全反射镜(4)、第一激光增益介质(5)、第一起偏器(6)、激光腔前腔镜(7)、第一45°反射镜(8)、第一菱形棱镜(24)、电光调Q晶体(9)、第二

45°反射镜(10)、第二菱形棱镜(11)、四分之一波片(12)、第二起偏器(13)、第二激光增益介质(14)、第二激光全反射镜(15)、第二耦合透镜组(16)、第二光纤(17)和第二泵浦源(18),其中:所述第一泵浦源(1)置于所述第一激光增益介质(5)的前方,用于为所述第一激光增益介质(5)提供连续泵浦光;

所述第一耦合透镜组(3)置于所述第一泵浦源(1)和第一激光增益介质(5)之间,用于将第一泵浦源(1)提供的泵浦光耦合进第一激光增益介质(5)中;

所述第二泵浦源(18)置于所述第二激光增益介质(14)的前方,用于为所述第二激光增益介质(14)提供连续泵浦光;

所述第二耦合透镜组(16)置于所述第二泵浦源(18)和第二激光增益介质(14)之间,用于将第二泵浦源(18)提供的泵浦光耦合进第二激光增益介质(14)中;

所述第一激光增益介质(5)与第二激光增益介质(14)平行放置,且均与激光输出方向垂直;

所述第一激光全反射镜(4)置于所述第一耦合透镜组(3)和所述第一激光增益介质(5)之间,且与激光传输方向垂直;

所述第二激光全反射镜(15)置于所述第二耦合透镜组(16)和所述第二激光增益介质(14)之间,且与激光传输方向垂直。

2.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,

所述第一起偏器(6)和第一45°反射镜(8)依次置于第一激光增益介质(5)的后方,且所述第一起偏器(6)与第一45°反射镜(8)平行放置;

所述第二起偏器(13)、四分之一波片(12)以及第二45°反射镜(10)依次置于第二激光增益介质(14)的后方,其中,所述四分之一波片(12)与第二45°反射镜(10)垂直放置;

所述第一光纤(2)置于所述第一耦合透镜组(3)和第一泵浦源(1)之间,用于连接所述第一耦合透镜组(3)和第一泵浦源(1);

所述第二光纤(17)置于所述第二耦合透镜组(16)和第二泵浦源(18)之间,用于连接所述第二耦合透镜组(16)和第二泵浦源(18)。

3.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,所述电光调Q晶体(9)置于第一45°反射镜(8)和第二45°反射镜(10)之间,且垂直于激光输出的方向放置,其中,所述第一45°反射镜(8)与第二45°反射镜(10)同轴放置;

所述激光腔前腔镜(7)置于第一45°反射镜(8)远离所述电光调Q晶体(9)的一侧,与激光输出方向垂直放置;

所述第二菱形棱镜(11)置于第二45°反射镜(10)远离所述电光调Q晶体(9)的一侧,与激光输出方向垂直放置;

所述第一菱形棱镜(24)置于所述激光输出镜(7)和所述第一45°反射镜(8)之间。

4.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,所述第一激光全反射镜(4)、第一激光增益介质(5)、第一起偏器(6)、激光腔前腔镜(7)、第一45°反射镜(8)、电光调Q晶体(9)、第一菱形棱镜(24)和第二45°反射镜(10)构成第一路激光谐振腔;

所述第二激光全反射镜(15)、第二激光增益介质(14)、第二起偏器(13)、四分之一波片(12)、第二菱形棱镜(11)、第二45°反射镜(10)、第一45°反射镜(8)、第一菱形棱镜(24)、激光输出镜(7)和电光调Q晶体(9)构成第二路激光谐振腔;

所述第一菱形棱镜(24)和第二菱形棱镜(11)平行放置,且均与激光输出方向垂直。

5.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,所述激光器还包括第一激光电源(23)和第二激光电源(19),其中:所述第一激光电源(23)与所述第一泵浦源(1)连接,用于为所述第一泵浦源(1)提供电源;

所述第二激光电源(19)与所述第二泵浦源(18)连接,用于为所述第二泵浦源(18)提供电源。

6.根据权利要求1所述的激光器,其特征在于,所述第一泵浦源(1)和第二泵浦源(18)均为半导体泵浦源。

7.根据权利要求5所述的激光器,其特征在于,所述激光器还包括调Q模块驱动系统(21),所述调Q模块驱动系统(21)与电光调Q晶体(9)和调Q模块(20)连接,用于为电光调Q晶体(9)施加调Q驱动信号。

8.根据权利要求7所述的激光器,其特征在于,所述调Q驱动信号为超高重频方波电压信号。

9.根据权利要求7所述的激光器,其特征在于,所述激光器还包括中央控制系统(22),其中:所述中央控制系统(22)置于第一激光电源(23)和第二激光电源(19)的前方;

所述中央控制系统(22)与第一激光电源(23)、第二激光电源(19)和调Q模块驱动系统(21)连接,用于对于第一激光电源(23)、第二激光电源(19)和调Q模块驱动系统(21)进行统一控制,比如控制第一激光电源(23)、第二激光电源(19)以及调Q模块驱动系统(21)的触发与延时。

10.一种超高重频窄脉冲单波长交替调Q激光输出方法,应用于如权利要求1-9任一项所述的激光器中,其特征在于,所述方法包括:通过中央控制系统(22)控制第一泵浦源(1)和第二泵浦源(18),使其分别对第一增益介质(5)和第二增益介质(14)进行连续泵浦;

对电光调Q晶体(9)施加四分之一波长电压,第二谐振腔处于储能状态,当第二谐振腔的光子数达到最大时,施加在电光调Q晶体(9)上的电压降为零,将所有的光能从腔内迅速倒出腔外,输出第二路λ波长脉冲;

当施加在电光调Q晶体(9)上的电压为零时,第一谐振腔处于储能状态,当第一谐振腔的光子数达到最大时,对电光调Q晶体(9)施加四分之一波长超高重频方波电压,光能从腔内倒出腔外,输出第一路λ波长激光脉冲;

周期性重复电光调Q晶体加压和退压,得到超高重频窄脉冲单波长激光器交替调Q激光输出。