专利名称：一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调q激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及固体激光技术领域，具体为一种可以实现高重频亚纳秒脉宽电光 调Q激光器的结构。
背景技术：
高重复频率、窄脉冲宽度的激光，尤其是脉冲宽度在Ins或者小于Ins左右的激光 在激光三维扫描、激光雷达和测距、激光微加工、生物化学、污染监测等方面有着广泛的应 用，以激光微加工为例，大多数材料中光能在晶格中热量转移的时间大概在IO-IOOOps左 右，亚纳秒脉冲激光作用在材料上的时间很短，可减小加工中的热影响区，极大的提高加工 质量。所以窄脉宽有着重要的应用价值。目前主要是通过调Q技术来产生窄脉冲激光的，调Q技术中的电光调Q由于开关 时间短，大约10_9s，典型的输出脉宽在3-20ns，由于电光开关驱动源性能的提高，很容易实 现KHz以上，因此电光调Q是目前应用比较广泛的调Q技术，但是目前很难实现稳定可靠的 亚纳秒脉宽的输出。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构紧凑、稳定可靠、易于批量生产并可以实现亚 纳秒脉宽输出的电光调Q激光器的结构。为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案包括沿光的传播方向依次 设置的泵浦源、泵浦耦合系统、激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜。其中所 述激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成激光器谐振腔。所述激光增益介 质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介质和电光调Q开关之间通过熔石 英玻璃键合在一起，电光调Q开关和输出镜通过光胶结合在一起。所述激光增益介质为Nd:YV04、Nd:GdV04或Nd: YAG。所述电光调Q开关为RTP、ΒΒ0, LN或DKDP。所述输出镜为以光学薄膜的形式镀在电光调Q开关的出光面上。所述激光器谐振腔内在电光调Q开关和输出镜之间还设有倍频晶体，倍频晶体为 光学原件KTP或LBO。与现有电光调Q窄脉宽激光器谐振腔的结构相比，本实用新型有以下两个优点 1)谐振腔的结构简单，腔内只有激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成， 增益介质切割成布儒斯特角，谐振腔内无须放偏振片，通过减少腔内元件数量，降低腔内损 耗，有效缩短谐振腔长度，可以实现亚纳秒脉冲输出；2)谐振腔内各光学元件通过光胶结 合成一整体，谐振腔的结构紧凑稳定、体积小、成本低，利于模块化、大规模生产。
图1是传统电光调Q激光器谐振腔结构示意图[0012]图2是本实用新型电光调Q激光器谐振腔结构图图3是本实用新型中布儒斯特角切割的增益介质
具体实施方式
以下结合附图1 图3对本实用新型作进一步说明本实施例包括沿光的传播方向依次设置泵浦源1、泵浦耦合系统2、激光增益介质 3、熔石英玻璃4、电光调Q开关5和输出耦合镜6。其中激光增益介质3、熔石英玻璃4、电 光调Q开关5和输出镜6四部分构成激光器的谐振腔。增益介质4面向熔石英玻璃的端面 S2切割成布儒斯特角，从而谐振腔内不必放置偏振片即可实现起偏、检偏的效果。增益介质 布儒斯特角那面S2和电光调Q开关之间通过熔石英玻璃4键合在一起，电光调Q开关5和 输出镜6通过光胶结合在一起，激光增益介质靠近泵浦源一侧的端面Sl镀有振荡光全反膜 和泵浦光增透膜，起图1中后腔镜Sl的作用，输出镜6靠外侧的面S3镀一定透过率的膜。上述的泵浦源可以是单管、BAR条、堆或光纤耦合输出的半导体激光器。上述的增益介质采用的材料为而1￥04、而:6砍04、而11^或而:丫八6。上述的电光调Q开关的材料可以为RTP、BB0、LN、DKDP等电光晶体。上述的输出镜可以以光学薄膜的形式镀在电光晶体的出光面上。上述的谐振腔内还可以设有其它光学元件如KTP、LBO等倍频晶体，放置在电光晶 体和输出镜之间。上述结构的原理是增益介质1吸收泵浦光后经过布儒斯特面后输出为ρ方向的 线偏振光，此时，给电光开关加上1/4λ电压，ρ方向的线偏振光经过电光晶体，位相差延迟 1/2 π，变成圆偏振光，圆偏振光经过输出镜反射回来再次通过电光晶体，又变成线偏振光， 此时的线偏振光的偏振方向相对于初始时旋转了 90°，变成s方向的偏振光，入射到增益 介质的布儒斯特面会被反射出来，实现“关门”，当给电光开关撤下加上1/4λ电压时，ρ光 通过电光晶体后偏振方向不会发生改变，可以在腔内振荡和输出，实现开门。本实用新型通过简化电光调Q激光器谐振腔的结构，减小了腔内插入损耗、缩短 腔长，可以实现0. 5-2ns的窄脉宽，且重复频率在kHz以上，结构简单紧凑，制成的产品体积 小，易于模块化，大规模生产，并且成本低，输出脉冲的稳定性高等特点。
权利要求一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，包括沿光的传播方向依次设置的泵浦源、泵浦耦合系统、激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关、输出镜，其中所述激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关和输出镜组成激光器谐振腔，其特征在于所述激光增益介质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，激光增益介质和电光调Q开关之间通过熔石英玻璃键合在一起，电光调Q开关和输出镜通过光胶结合在一起。
2.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于 所述激光增益介质为Nd YV04、Nd GdV04、Nd YLF或Nd YAG。
3.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于 所述的电光调Q开关为RTP、ΒΒ0, LN或DKDP。
4.根据权利要求1所述的一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，其特征在于 所述输出镜为以光学薄膜的形式镀在电光调Q开关的出光面上。
5.根据权利要求1所述的窄脉宽电光调Q激光激光器的结构，其特征在于所述激光 器谐振腔内在电光调Q开关和输出镜之间还设有倍频晶体。
6.根据权利要求5所述的窄脉宽电光调Q激光激光器的结构，其特征在于所述倍频 晶体为光学元件KTP或LB0。
专利摘要本实用新型是一种高重复频率亚纳秒脉宽电光调Q激光器，属于固体激光技术领域。它由泵浦源、泵浦耦合系统、谐振腔组成。其中谐振腔又由激光增益介质、熔石英玻璃、电光调Q开关、输出镜四部分组成。激光增益介质面向熔石英玻璃的端面切割成布儒斯特角，使谐振腔内不必放置偏振片即可实现起偏、检偏的效果。激光增益介质和电光调Q开关通过熔石英玻璃键合在一起，谐振腔中其余各种光学元件通过光胶结成一整体。本实用新型通过简化电光调Q激光器谐振腔的结构，减小了腔内插入损耗、缩短腔长，实现了0.5-2ns的窄脉宽，且重复频率在kHz以上，结构简单紧凑，产品体积小，易于模块化，大规模生产，并且成本低，输出脉冲的稳定性高。
文档编号H01S3/109GK201726032SQ20102017425
公开日2011年1月26日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者于广礼, 姜梦华, 惠勇凌, 李强, 王金国, 雷訇 申请人:北京工业大学