專利名稱：電光調(diào)q激光諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)，具體涉及一種電光調(diào)Q激光諧振腔。
背景技術(shù)：
電光調(diào)Q是利用晶體的電光效應(yīng)，通過激光諧振腔內(nèi)光電場偏振方向的變化，實 現(xiàn)激光振蕩Q值的調(diào)節(jié)。它可以產(chǎn)生窄脈沖寬度、高峰值功率的激光脈沖。為保證實現(xiàn)好
的Q開關(guān)效果，傳統(tǒng)的電光調(diào)Q諧振腔內(nèi)需要放置起偏元件。目前普遍使用布儒斯特鏡片 作為腔內(nèi)光電場的起偏、檢偏器件。 傳統(tǒng)激光諧振腔內(nèi)插入的起偏的布儒斯特鏡片會帶來一些不便和劣勢(1)布儒 斯特鏡所鍍制的介質(zhì)膜的作用主要是為了提高腔內(nèi)光電場平行分量的偏振度，對于激光波 長無明顯地增透效果，因此給諧振腔帶來較大的插入損耗，同時，由于腔內(nèi)光強較高，該膜 層易損傷，限制了電光調(diào)Q激光峰值功率的提高。(2)布儒斯特鏡作為一個獨立的元件，光 學(xué)起偏方向必須與電光晶體的感應(yīng)主軸有滿足調(diào)Q要求的方位關(guān)系，在激光器的調(diào)試過程 中，要在高電壓條件下，轉(zhuǎn)動晶體鏡片相對方位角，操作危險、復(fù)雜，光學(xué)機械穩(wěn)定性差。(3)
為了在腔內(nèi)固定安裝和調(diào)節(jié)布儒斯特鏡，鏡座調(diào)節(jié)架占據(jù)了較大的空間位置，增加了激光
諧振腔長，不利于壓縮電光調(diào)Q的激光脈沖寬度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述電光調(diào)Q的激光諧振腔中必須將電光調(diào)Q晶體必須和
布儒斯特鏡結(jié)合使用的不足之處，提供一種電光調(diào)Q激光諧振腔，該諧振腔減小了插入損
耗，可以提高光學(xué)機械穩(wěn)定性，并縮短了激光諧振腔長度。 本發(fā)明提供的電光調(diào)Q激光諧振腔，包括全反鏡、激光介質(zhì)、電光調(diào)Q晶體和輸出 鏡，激光介質(zhì)和電光調(diào)Q晶體均位于全反鏡和輸出鏡之間，泵浦源采用側(cè)面或端面泵浦方
式，其特征在于所述電光調(diào)Q晶體靠近激光介質(zhì)的通光面為切割面，該切割面上鍍有增透 膜層，電光調(diào)Q晶體遠離激光介質(zhì)的通光面與所述切割面的夾角等于a或90° -a，其中， a =90° -arctg(n)，n為電光調(diào)Q晶體的折射率。 本發(fā)明在諧振腔內(nèi)采用按一定角度切割的電光晶體(即自偏振電光晶體)，電光 晶體的切割平面與晶體的某些面夾角滿足晶體布儒斯特角的余角的條件，保證橫向A/4 電壓可有效地關(guān)斷腔內(nèi)光路，此時電光晶體也起到檢偏鏡的作用。因此，電光調(diào)Q諧振腔內(nèi) 不需要插入布儒斯特起偏鏡。該自偏振電光調(diào)Q晶體可以是所有用于橫向電光效應(yīng)的電光 調(diào)Q晶體，如BB0、RTP、LN等。該諧振腔內(nèi)只存在一種偏振狀態(tài)，特別適合電光調(diào)Q的要求， 在實際應(yīng)用中可以起到將電光調(diào)Q晶體和布儒斯特鏡合二為一的作用。具體而言，本發(fā)明 的優(yōu)點在于 (1)該諧振腔采用自偏振電光調(diào)Q晶體，可以不使用傳統(tǒng)的布儒斯特鏡，使得諧振 腔減少一個非增益性的光學(xué)元件，降低腔內(nèi)插入損耗，有利于提高激光調(diào)Q脈沖的能量。
(2)對于各向同性的激光增益介質(zhì)，無需轉(zhuǎn)動電光晶體，操作安全、方便調(diào)試。
(3)該新型激光諧振腔可以縮短同等條件下的諧振腔長度，能有效地壓縮Q脈沖 寬度，有助于提高激光Q脈沖的峰值功率。 (4)諧振腔內(nèi)采用的自偏振電光調(diào)Q晶體，可以同時起到起偏、檢偏、調(diào)制的作用， 能獲得好的電光調(diào)Q效果，可以是所有用于橫向電光效應(yīng)的電光調(diào)Q晶體。


圖1. 1 、 1. 2是兩種傳統(tǒng)的電光調(diào)Q激光諧振腔； 圖2是本發(fā)明的電光調(diào)Q激光諧振腔的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的電光調(diào)Q激光諧振腔的另一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是傳統(tǒng)的電光調(diào)Q晶體結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明的自偏振電光調(diào)Q晶體實施例結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明的自偏振電光調(diào)Q晶體另一實施例結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式
如圖1. 1、圖1. 2所示，傳統(tǒng)的電光調(diào)Q激光諧振腔包括全反鏡1、泵浦源2、激光介 質(zhì)3、起偏鏡4(布儒斯特鏡)、電光調(diào)Q晶體5、輸出鏡6和電光電源7。圖1. 1中泵浦源2 采用側(cè)面泵浦方式，圖1. 2中泵浦源2采用端面泵浦方式。 如圖2和圖3所示，采用自偏振電光調(diào)Q晶體的側(cè)面泵浦激光諧振腔包括全反鏡 1、泵浦源2、激光介質(zhì)3、電光電源7、自偏振電光調(diào)Q晶體8和輸出鏡6。
全反鏡1、激光介質(zhì)3、自偏振電光調(diào)Q晶體8和輸出鏡6依次位于同光路上，電光 電源7與自偏振電光調(diào)Q晶體8連接。圖2中泵浦源2位于激光介質(zhì)3的一側(cè)，采用側(cè)面 泵浦方式，泵浦源2可以選擇閃光燈也可以是半導(dǎo)體即LD。圖3中泵浦源位于諧振腔外全 反鏡1的一側(cè)，采用端面泵浦方式，泵浦源選擇半導(dǎo)體即LD。圖2中全反鏡1鍍有激光波長 的高反膜層。圖3中全反鏡1鍍有激光波長的高反膜層和對泵浦光波長高透的膜層。
電光電源7控制自偏振電光調(diào)Q晶體8。激光介質(zhì)4是固體激光晶體，如Nd: YAG、 Nd:YV04、Nd:YAP、Nd:GdV04等，輸出鏡6是根據(jù)泵浦源為連續(xù)泵浦方式和脈沖泵浦方式選擇 相應(yīng)的對激光波長有一定透過率的膜層，對于連續(xù)泵浦方式輸出鏡膜層選擇10% -40%;對 于脈沖泵浦方式輸出鏡膜層選擇50% -80%。 自偏振電光調(diào)Q晶體8按照一定的角度對圖4所示的傳統(tǒng)電光調(diào)Q晶體進行切割 而成。 如圖4所示，傳統(tǒng)的電光調(diào)Q晶體為長方體，Z軸方向為晶體光軸方向，平行于XY 平面方向的ABCD平面和EFGH平面為通光面，與XY平面方向垂直的平面為鍍制電極的平 面，一般沿X軸方向或者Y軸方向施加高壓。對于不同方向施加高壓的晶體，其切割方式各 有不同，兩種實施例結(jié)構(gòu)如圖5和圖6所示。晶體的切割形成的平面與晶體的某些平面夾 角a滿足晶體布儒斯特角的余角的條件，即晶體的折射率為n， a =90° -arctg(n)，保證 橫向A /4電壓可有效地關(guān)斷腔內(nèi)光路，自偏振電光調(diào)Q晶體8的切割的端面必須靠近激光 介質(zhì)3，此時電光晶體同時起到檢偏鏡和電光調(diào)Q的作用。 如圖5所示，電光晶體的通光面為平行于XY平面的ABCD面和EFGH面，電極鍍制在 平行于XZ平面的ABEF面和CDGH面，沿Y軸方向加電壓。自偏振電光調(diào)Q晶體8是沿一定角度切割晶體，形成IJKL平面。平面IJKL與平面GHKL的夾角a滿足布儒斯特角余角的 條件，即晶體的折射率為n， a =90° -arctg(n)。切割出的IJKL平面和通光面平面(如 EFGH平面)鍍有相應(yīng)激光波長的增透膜層，EFIJ平面和GHKL平面鍍有電極，沿Y軸方向加 高壓。 如圖6所示，電光晶體的通光面為平行于XY平面的ABCD面和EFGH面，電極鍍制 在平行于YZ平面的ACEG面和BDFH面，沿X軸方向加電壓。自偏振電光調(diào)Q晶體8是沿一 定角度切割晶體，形成IJKL平面。平面IJKL與通光面EFGH平面的夾角a滿足布儒斯特 角余角的條件，即晶體的折射率為n， a =90° -arctg(n)。切割出的IJKL平面和通光面 平面(如EFGH平面)鍍有相應(yīng)激光波長的增透膜層，EGIK平面和FH幾平面鍍有電極，沿X 軸方向加高壓。 在圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)中，激光介質(zhì)3和自偏振電光調(diào)Q晶體8的位置均可以 互換，但自偏振電光調(diào)Q晶體8的切割的端面必須靠近激光介質(zhì)3。 以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實施例和附圖所 公開的內(nèi)容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保 護的范圍。
權(quán)利要求
一種電光調(diào)Q激光諧振腔，包括全反鏡(1)、激光介質(zhì)(3)、電光調(diào)Q晶體和輸出鏡(6)，激光介質(zhì)(3)和電光調(diào)Q晶體均位于全反鏡(1)和輸出鏡(6)之間，泵浦源(2)采用側(cè)面或端面泵浦方式，其特征在于所述電光調(diào)Q晶體靠近激光介質(zhì)(3)的通光面為切割面，該切割面上鍍有增透膜層，電光調(diào)Q晶體遠離激光介質(zhì)(3)的通光面與所述切割面的夾角等于α或90°-α，其中，α＝90°-arctg(n)，n為電光調(diào)Q晶體的折射率。
全文摘要
本發(fā)明提供的電光調(diào)Q激光諧振腔，包括全反鏡、激光介質(zhì)、電光調(diào)Q晶體和輸出鏡，激光介質(zhì)和電光調(diào)Q晶體均位于全反鏡和輸出鏡之間，泵浦源采用側(cè)面或端面泵浦方式，其特征在于電光調(diào)Q晶體靠近激光介質(zhì)的通光面為切割面，該切割面上鍍有增透膜層，電光調(diào)Q晶體遠離激光介質(zhì)的通光面與所述切割面的夾角等于α或90°-α，α＝90°-arctg(n)，n為電光調(diào)Q晶體的折射率。電光調(diào)Q諧振腔內(nèi)不需要插入布儒斯特起偏鏡，減小了插入損耗，提高光學(xué)機械穩(wěn)定性，縮短激光諧振腔長度。該自偏振電光調(diào)Q晶體可以是所有用于橫向電光效應(yīng)的電光調(diào)Q晶體，如BBO、RTP、LN等。諧振腔內(nèi)只存在一種偏振狀態(tài)，特別適合電光調(diào)Q的要求，在實際應(yīng)用中可以起到將電光調(diào)Q晶體和布儒斯特鏡合二為一的作用。
文檔編號H01S3/11GK101719627SQ20091027268
公開日2010年6月2日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者朱廣志, 朱曉, 朱長虹, 郭飛, 齊麗君 申請人:華中科技大學(xué)