專利名稱：一種折疊式腔倒空電光調(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(shí)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(shí)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、檢偏元件。目前普遍使用布儒斯特 鏡片和格蘭棱鏡作為腔內(nèi)光電場的起偏、檢偏器件。傳統(tǒng)激光諧振直線腔內(nèi)放置起偏、檢偏的布儒斯特鏡和格蘭棱鏡會帶來一些不便 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，格蘭棱鏡的光膠層易受到光照破壞，因此給諧振腔 帶來較大的插入損耗。(2)由于電光調(diào)Q腔內(nèi)光強(qiáng)較高，介質(zhì)膜層和光膠層易損傷，特別是 對于腔倒空方式的電光調(diào)Q激光器，由此帶來的不利因素更為嚴(yán)重。激光諧振腔內(nèi)插入起 偏、檢偏的布儒斯特鏡片和格蘭棱鏡極大地限制了電光調(diào)Q激光峰值功率的提高。(3)在腔 內(nèi)固定安裝和調(diào)節(jié)布儒斯特鏡和格蘭棱鏡，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布儒斯特鏡插入腔 內(nèi)使用的不足之處，提供一種電光調(diào)Q激光諧振腔，該諧振腔減少了腔內(nèi)光學(xué)元件，避免了 光學(xué)膜層的損傷，降低了插入損耗，并縮短了激光諧振腔長度。本發(fā)明提供的折疊式腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔，依次包括第一全反鏡、激光介 質(zhì)、電光調(diào)Q晶體和第二全反鏡，其特征在于在激光介質(zhì)和電光調(diào)Q晶體之間放置有折疊 腔鏡，折疊腔鏡采用布儒斯特鏡，其放置的角度使垂直于入射面的S偏振光滿足全反射條 件。作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在折疊腔鏡和電光調(diào)Q晶體之間放置有λ /4波片，且 λ/4波片與電光調(diào)Q晶體的通光面平行，λ為激光波長。本發(fā)明在諧振腔型上采用布儒斯特鏡等價為折疊腔鏡的方法，使垂直于入射面的 S偏振光能在腔內(nèi)振蕩，平行于入射面的P偏振光完全輸出，保證λ /4電壓可有效地控制腔 內(nèi)光的偏振狀態(tài)，此時布儒斯特鏡起到起偏、檢偏鏡的作用。因此，新型電光調(diào)Q諧振腔內(nèi) 不需要另外插入布儒斯特起偏、檢偏鏡。該諧振腔型可以用于側(cè)面泵浦方式、端面泵浦方式 的腔倒空電光調(diào)Q固體激光器，如Nd:YAG、NdiYVO4, Nd:YAP、NdiGdVO4等，以及加壓、退壓、 縱向、橫向電光效應(yīng)的電光調(diào)Q晶體，如KD*P、BB0、RTP、LN等。這種諧振腔內(nèi)只存在一種光 偏振狀態(tài)振蕩，特別適合電光調(diào)Q的要求，在實(shí)際應(yīng)用中可以起到將布儒斯特鏡與折疊反 射鏡合二為一的作用。具體而言，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)該諧振腔采用偏振反射，使得諧振腔減少非增益性的光學(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)該諧振腔內(nèi)無起偏光學(xué)元件，光路無折射偏移，方便調(diào)試。(3)該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)諧振腔采用的布儒斯特鏡，可以同時起到起偏、檢偏、反射和輸出 鏡的作用，能 獲得好的電光調(diào)Q效果，可以用于所有側(cè)面泵浦方式、端面泵浦方式的腔倒空電光調(diào)Q固體 激光器和電光晶體。


圖1傳統(tǒng)的直線腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔；圖2是本發(fā)明的加壓式折疊腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖；圖3是本發(fā)明的退壓式折疊腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 具體實(shí)施例方式如圖1所示，傳統(tǒng)的直線腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔包括第一全反鏡1、激光介質(zhì) 2、起偏鏡3 (格蘭棱鏡)、電光調(diào)Q晶體4和第二全反鏡5。如圖2所示，采用折疊式腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔包括第一全反鏡1、激光介質(zhì) 2、折疊腔鏡9、電光調(diào)Q晶體4和第二全反鏡5。在端面泵浦方式下，第一全反鏡1需要鍍 制對泵浦光增透和振蕩光高反的膜層，第二全反鏡5只鍍制對振蕩光高反的膜層。在側(cè)面 泵浦方式下，第一全反鏡1與第二全反鏡5鍍制的膜層相同即對振蕩光高反。折疊腔鏡9采用布儒斯特鏡，放置的角度須達(dá)到垂直于入射面的S偏振光全反射 的要求即滿足振蕩光與鏡面呈90° _ θ ,的條件，反射光線與入射光線之間的夾角為2 θ B， 并且都是S偏振光。θ Β為布儒斯特角。具體電光調(diào)Q過程為對于加壓出光方式，在泵浦作用下，由激光介質(zhì)2產(chǎn)生和第 一全反鏡1反射的軸向光線6在滿足布儒斯特角的條件下，經(jīng)由布儒斯特鏡構(gòu)成的折疊腔 鏡9反射后，起偏為S偏振光7，經(jīng)過電壓為VA/4的電光調(diào)Q晶體4后，λ為激光波長，相 位移動了 η /2，變?yōu)閳A偏振光，由第二全反鏡5反射，再經(jīng)過電壓為VA/4的電光調(diào)Q晶體 4時，總相位移動為η，由S偏振變成P偏振，成為由布儒斯特鏡構(gòu)成的折疊鏡透射出腔外 的P偏振光線8。此時，大的透射損耗使腔內(nèi)不能形成激光振蕩，激光諧振腔處于低Q值狀 態(tài)，在泵浦作用下，激光介質(zhì)2中的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷積累；當(dāng)電光調(diào)Q晶體4上的電壓退為 0時，S偏振態(tài)的光線6和7可在腔內(nèi)振蕩放大，獲得增益，激光諧振腔處于高Q值狀態(tài)，腔 內(nèi)光強(qiáng)不斷增大；再將電光調(diào)Q晶體4上的電壓升為VA/4，腔內(nèi)光線7變成P偏振，可由布 儒斯特鏡構(gòu)成的折疊腔鏡3全部透射出腔外，形成高峰值功率、窄脈沖寬度的激光Q脈沖。上述結(jié)構(gòu)的電光調(diào)Q激光諧振腔為加壓式，在折疊腔鏡9和電光調(diào)Q晶體4之間增 設(shè)λ /4波片則變?yōu)橥藟菏秸郫B腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，它包括第 一全反鏡1、激光介質(zhì)2、折疊腔鏡(布儒斯特鏡)9、電光調(diào)Q晶體4、第二全反鏡5和λ/4 波片10。在端面泵浦方式下，第一全反鏡1需要鍍制對泵浦光增透和振蕩光高反的膜層；在側(cè)面泵浦方式下，第一全反鏡1與第二全反鏡5鍍制的膜層相同，即對振蕩光高反。折疊腔鏡9是布儒斯特鏡，放置的角度須達(dá)到垂直于入射面的S偏振光全反射的 要求。即滿足振蕩光與鏡面呈90°條件，反射光線與入射光線之間的夾角為2 θ B， 并且都是S偏振光。具體電光調(diào)Q過程為對于退壓出光方式，在泵浦作用下，由激光介質(zhì) 2產(chǎn)生和第一全反鏡1反射的軸向光線6在滿足布儒斯特角的條件下，由布儒斯特鏡構(gòu)成的 折疊鏡反射起偏為S偏振光7，經(jīng)過電壓為0的電光調(diào)Q晶體4和λ /4波片10，相位移動 了 η/2，變?yōu)閳A偏振光，由第二全反射鏡5反射，再經(jīng)過電壓為0的電光調(diào)Q晶體4和λ/4 波片10時，總相位移動為π，由S偏振變成P偏振，成為由布儒斯特鏡構(gòu)成的折疊鏡透射出 腔外的P偏振光線8。此時，大的透射損耗使腔內(nèi)不能形成激光振蕩，激光諧振腔處于低Q 值狀態(tài)，在泵浦作用下，激光介質(zhì)2中的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷積累；當(dāng)電光調(diào)Q晶體4上的電壓 升為VA/4時，S偏振光6和7可在腔內(nèi)振蕩放大，獲得增益，激光諧振腔處于高Q值狀態(tài)，腔 內(nèi)光強(qiáng)不斷增大；再將電光調(diào)Q晶體4上的電壓退為0，腔內(nèi)光線7變成P偏振，可由布儒 斯特鏡構(gòu)成的折疊腔鏡3全部透射出腔外，形成高峰值功率、窄脈沖寬度的激光Q脈沖。
以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實(shí)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(hù)的范圍。
權(quán)利要求
一種折疊式腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔，依次包括第一全反鏡(1)、激光介質(zhì)(2)、電光調(diào)Q晶體(4)和第二全反鏡(5)，其特征在于在激光介質(zhì)(2)和電光調(diào)Q晶體(4)之間放置有折疊腔鏡(9)，折疊腔鏡(9)采用布儒斯特鏡，其放置的角度使垂直于入射面的S偏振光滿足全反射條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的折疊式腔倒空電光調(diào)Q激光諧振腔，其特征在于在折疊腔 鏡(9)和電光調(diào)Q晶體⑷之間放置有入/4波片(10)，且X/4波片(10)與電光調(diào)Q晶體 (4)的通光面平行，\為激光波長。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電光調(diào)Q激光諧振腔，依次包括第一全反鏡、激光介質(zhì)、電光調(diào)Q晶體和第二全反鏡，其特征在于在激光介質(zhì)和電光調(diào)Q晶體之間放置有折疊腔鏡，折疊腔鏡采用布儒斯特鏡，其放置的角度使垂直于入射面的S偏振光滿足全反射條件。本發(fā)明提供的諧振腔減少了腔內(nèi)光學(xué)元件，避免了光學(xué)膜層的損傷，降低了插入損耗，并縮短了激光諧振腔長度。
文檔編號H01S3/081GK101834400SQ20101014210
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9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)