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专利号: 2021100211159
申请人: 南京信息工程大学
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:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,包括第一偏振片(1)、Ho:YLF晶体(2)、第二偏振片(3)、第三偏振片(4)、第一角锥棱镜(5)、声光Q开关(6)、第四偏振片(7)、第一平凸透镜(8)、第二角锥棱镜(9)、第五偏振片(10)、第三角锥棱镜(11)、四分之一波片(12)、第六偏振片(13)、第二平凸透镜(14)和第四角锥棱镜(15);

第一角锥棱镜(5)和第三角锥棱镜(11)入射面相对呈旋转对称设置,第二角锥棱镜(9)和第四角锥棱镜(15)入射面相对呈旋转对称设置,四个角锥棱镜构成环形谐振腔;第一偏振片(1)、Ho:YLF晶体(2)、第二偏振片(3)、第三偏振片(4)、声光Q开关(6)、第四偏振片(7)、第一平凸透镜(8)、第五偏振片(10)、四分之一波片(12)、第六偏振片(13)和第二平凸透镜(14)均位于所述环形谐振腔内;

中心波长为1.94μm的泵浦光沿着方向a以45°入射角入射至第一偏振片(1),第一偏振片(1)将泵浦光反射至Ho:YLF晶体(2)中,Ho:YLF晶体(2)在泵浦光的抽运下沿着方向c和方向d产生水平偏振光,被Ho:YLF晶体(2)吸收之后剩余的泵浦光被第二偏振片(3)沿着方向b反射出所述环形谐振腔外;

沿着方向d传输的水平偏振光,全部透过第二偏振片(3)和第三偏振片(4)后,再通过声光Q开关(6)、第四偏振片(7)和第一平凸透镜(8),入射第二角锥棱镜(9),在第二角锥棱镜(9)内经三次全反射后,输出椭圆偏振光Ⅰ;椭圆偏振光Ⅰ经过第五偏振片(10)后分为水平偏振光和垂直偏振光两部分,其中,垂直偏振光依次被第五偏振片(10)、第四偏振片(7)、第三偏振片(4)和第六偏振片(13)反射后,通过第二平凸透镜(14)后入射第四角锥棱镜(15),出射第四角锥棱镜(15)的椭圆偏振光Ⅱ的水平分量光透过第一偏振片(1)后经过Ho:YLF晶体(2),继续沿着方向d在腔内振荡;椭圆偏振光Ⅱ的垂直分量光由第一偏振片(1)反射出所述环形谐振腔外,沿着方向e输出;椭圆偏振光Ⅰ的水平偏振光分量透过第五偏振片(10)和四分之一波片(12)后,出射光变为椭圆偏振光Ⅲ,椭圆偏振光Ⅲ的垂直分量光经第六偏振片(13)反射后入射第三角锥棱镜(11),出射第三角锥棱镜(11)的椭圆偏振光Ⅳ在所述环形谐振腔内的四个角锥棱镜间继续振荡;椭圆偏振光Ⅲ的水平分量光透过第六偏振片(13)后经第二平凸透镜(14)入射第四角锥棱镜(15),出射第四角锥棱镜(15)的椭圆偏振光Ⅴ中的垂直偏振分量光经第一偏振片(1)反射,沿着方向e出射所述环形谐振腔外;

Ho:YLF晶体(2)在泵浦光的抽运下沿着方向c产生的水平偏振光,全部透过第一偏振片(1)后入射第四角锥棱镜(15),出射的椭圆偏振光Ⅵ透过第二平凸透镜(14)后入射第六偏振片(13),椭圆偏振光Ⅵ中的垂直偏振分量光依次经第六偏振片(13)、第三偏振片(4)、第四偏振片(7)和第五偏振片(10)后入射第二角锥棱镜(9),出射的椭圆偏振光Ⅶ通过第一平凸透镜(8),椭圆偏振光Ⅶ中的水平偏振分量光透过第四偏振片(7)、声光Q开关(6)、第三偏振片(4)、第二偏振片(3)和Ho:YLF晶体(2)后,继续沿着c方向在所述环形谐振腔内振荡,椭圆偏振光Ⅶ中的垂直偏振分量光透过第一平凸透镜(8),由第四偏振片(7)反射进入第一角锥棱镜(5),出射的椭圆偏振光Ⅸ中的水平偏振分量光在所述环形谐振腔内继续振荡,椭圆偏振光Ⅸ中的垂直偏振分量光经第三偏振片(4)和第二偏振片(3)反射后,沿着f方向出射所述环形谐振腔外;椭圆偏振光Ⅵ的水平偏振分量光透过第二平凸透镜(14)和第六偏振片(13),经四分之一波片(12)后变为椭圆偏振光Ⅹ,椭圆偏振光Ⅹ中的垂直偏振分量光由第五偏振片(10)反射至第三角锥棱镜(11),出射的椭圆偏振光Ⅺ在所述环形谐振腔内的四个角锥棱镜间继续振荡,椭圆偏振光Ⅹ中的水平偏振分量光透过第五偏振片(10)入射第二角锥棱镜(9),出射的椭圆偏振光XΙΙ中的垂直偏振分量光透过第一平凸透镜(8),由第四偏振片(7)反射至第一角锥棱镜(5),出射的椭圆偏振光XΙΙ中的水平偏振分量光经第三偏振片(4)和第二偏振片(3)反射出所述环形谐振腔外,沿着方向f输出;

在声光Q开关(6)上施加射频电压后,激光器将沿着方向e和方向f输出调Q激光脉冲,通过旋转四分之一波片(12)改变方向e和方向f输出激光能量的大小。

2.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,第一角锥棱镜(5)和第三角锥棱镜(11)结构及大小相同,入射面直径均为20mm‑2000mm,入射面镀有1.9μm‑2.1μm高透膜,反射面曲率半径为0‑2000mm,材料为JGS3。

3.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,第二角锥棱镜(9)和第四角锥棱镜(15)结构及大小相同,入射面直径均为10mm‑1000mm,入射面镀有1.9μm‑2.1μm高透膜,反射面曲率半径为0‑2000mm,材料为JGS3。

4.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,第一偏振片(1)和第二偏振片(3),面元直径均为3mm‑500mm;第三偏振片(4)、第四偏振片(7)、第五偏振片(10)和第六偏振片(13),面元直径均为6mm‑1000mm;六个偏振片均对2.05μm水平偏振光高透,均对2.05μm垂直偏振光高反,对1.94μm泵浦光高反。

5.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,四分之一波片(12)的面元直径为3mm‑500mm,对2.05μm光高透。

6.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,声光Q开关(6)材料为熔融石英。

7.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,Ho:YLF晶体(2)的晶体长度范围20‑300mm,晶体掺杂浓度范围0.1%‑10%,两端面均对2.05μm激光高透。

8.根据权利要求1所述的抗失谐的长脉宽角锥腔固体激光器,其特征在于,第一平凸透镜(8)和第二平凸透镜(14),面元直径10mm‑100mm,曲率半径10‑1000mm,两端面均对2.05μm激光高透。