一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)激光器件領(lǐng)域，具體涉及一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔。
【背景技術(shù)】
[0002]氣流氟化氫激光器具有高功率、高效率、優(yōu)良的光束質(zhì)量、工程可放大性好等特點，在激光物理、激光化學(xué)、材料加工、激光對抗等領(lǐng)域具有十分廣闊和重要的應(yīng)用。目前存在的氣流氟化氫激光器通常是連續(xù)波運行，如果激光器能在平均功率損耗較小的情況下以高重頻、高峰值功率運行，這種激光器的應(yīng)用范圍將被大大拓寬。目前實現(xiàn)重復(fù)頻率氟化氫激光器脈沖運轉(zhuǎn)的方法主要集中在采用脈沖放電引發(fā)脈沖激光、腔內(nèi)轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q以及增益調(diào)制來實現(xiàn)激光器的脈沖運轉(zhuǎn)。在這些激光器中，由于受制于電源、電機性能的限制，或是增益介質(zhì)有效空間分布及均勻性的限制，難以實現(xiàn)高重復(fù)頻率、穩(wěn)定的脈沖激光輸出。此外，氣流氟化氫激光器大都是多譜線運轉(zhuǎn)，而在實際工作中往往要求激光器以所需的波長單線運轉(zhuǎn)，在這種情況下，實現(xiàn)激光器的選線輸出十分重要。由此，如何采用更為有效的方法，實現(xiàn)氣流氟化氫激光器的高重頻、高峰值功率、選線的脈沖激光輸出具有重要的實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔。該諧振腔采用聲光調(diào)Q的方法實現(xiàn)氣流氟化氫激光器的脈沖輸出，利用聲光調(diào)制器中聲光介質(zhì)對不同波長激光的衍射角度不同，聯(lián)合旋轉(zhuǎn)反射鏡掃描實現(xiàn)激光器的選線輸出。其具有功耗低、脈沖穩(wěn)定性和可靠性好，能夠選線激光輸出，并且可以實現(xiàn)高重復(fù)頻率、高峰值功率的脈沖激光輸出等優(yōu)點。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，具體技術(shù)解決方案是:
[0005]一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔，所述的諧振腔為折疊腔，所述諧振腔包括:氟化氫增益介質(zhì)區(qū)，用于產(chǎn)生受激輻射光；偏振片，用于將氟化氫增益介質(zhì)區(qū)產(chǎn)生的福射光變?yōu)榫€偏振光；凸透鏡和凹透鏡，用于將偏振片輸出的線偏振光縮束；第二聲光調(diào)制器，用于控制由凹透鏡輸出的線偏振光是否形成振蕩；第一聲光調(diào)制器，用于將入射的不同波長的線偏振光按不同的衍射角度分開；第一平面反射鏡，用于將第二聲光調(diào)制器輸出的，所需波長的線偏振光沿原路反射回至氟化氫增益介質(zhì)區(qū)；第二平面反射鏡，用于將第一平面反射鏡沿原路反射回氟化氫增益介質(zhì)區(qū)的放大光反射至第三平面反射鏡；第三平面反射鏡，用于將第二平面反射鏡輸出的放大光反射至平凹輸出鏡；平凹輸出鏡，用于將第二平面反射鏡反射的光耦合輸出。
[0006]本發(fā)明諧振腔的工作過程如下:氟化氫增益介質(zhì)區(qū)內(nèi)的反應(yīng)介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生受激輻射光。第二聲光調(diào)制器的第二驅(qū)動器被置于打開狀態(tài)，此時高頻電信號通過換能器變?yōu)槌曅盘?，超聲波作用于聲光晶體，由于光彈效應(yīng)，使聲光介質(zhì)的折射率產(chǎn)生變化，形成等效的體相位光柵，通過聲光調(diào)制器的輻射光以不同的角度發(fā)生衍射，所需波長的光被旋轉(zhuǎn)反射鏡沿原路反射回至諧振腔內(nèi)，而其它波長的光溢出諧振腔外，從而實現(xiàn)選線激光的振蕩。第一聲光調(diào)制器的第一驅(qū)動器被施加周期性的調(diào)制信號，當(dāng)?shù)谝或?qū)動器打開時，激光通過聲光介質(zhì)時會產(chǎn)生衍射而溢出腔外，此時諧振腔處于低Q值狀態(tài)，無法形成激光振蕩，形成大量反轉(zhuǎn)粒子數(shù)。當(dāng)突然關(guān)閉第一驅(qū)動器，諧振腔處于高Q值狀態(tài)，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)瞬間躍遷至下能級，從而形成脈沖，實現(xiàn)激光器的高重頻脈沖輸出。
[0007]本發(fā)明的上述任一技術(shù)方案，所述的諧振腔為折疊腔，偏振片和第二平面反射鏡之間的光路，第二平面反射鏡和第三平面反射鏡之間的光路以及第三平面反射鏡和平凹輸出鏡之間的光路上均穿過氟化氫增益介質(zhì)區(qū)。
[0008]本發(fā)明的上述任一技術(shù)方案，所述的第一聲光調(diào)制器和第二聲光調(diào)制器同光軸設(shè)置，第一聲光調(diào)制器和第二聲光調(diào)制器的方向相反。
[0009]本發(fā)明的上述任一技術(shù)方案，所述的第一聲光調(diào)制器和第二聲光調(diào)制器的聲光介質(zhì)均為TeO2晶體，聲光介質(zhì)前后兩個表面均鍍有增透膜。
[0010]本發(fā)明的上述任一技術(shù)方案，所述的第一聲光調(diào)制器由第一驅(qū)動器控制，采用外加方波信號調(diào)制；所述的第二聲光調(diào)制器由第二驅(qū)動器控制，采用外加直流電平信號控制。
[0011]本發(fā)明的上述任一技術(shù)方案，所述的第一平面反射鏡放置在電動旋轉(zhuǎn)臺上，電動旋轉(zhuǎn)臺由電動轉(zhuǎn)臺驅(qū)動器控制旋轉(zhuǎn)。
[0012]本發(fā)明具有以下特點:
[0013]1、諧振腔利用聲光調(diào)制器對不同波長激光的衍射角度不同，采用旋轉(zhuǎn)反射鏡對所需譜線進行反射，實現(xiàn)氣流化學(xué)激光的選線輸出，方法簡單，易于調(diào)節(jié)。
[0014]2、諧振腔采用聲光調(diào)Q的方法實現(xiàn)脈沖激光輸出，功耗小、穩(wěn)定性和可靠性好、易與連續(xù)激光器配合，有利于獲得較高重復(fù)頻率、高峰值功率的激光輸出。
[0015]3、諧振腔內(nèi)采用兩個同光軸但方向相反的聲光調(diào)制器進行激光器的選線和脈沖化，可以消除聲光調(diào)制時對激光產(chǎn)生的頻移，從而提高激光器的工作效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]其中，1-氟化氫增益介質(zhì)區(qū)；2_偏振片；3_凸透鏡；4_凹透鏡；5-第一聲光調(diào)制器；6_第二聲光調(diào)制器；7_第一平面反射鏡；8_第二平面反射鏡；9_第三平面反射鏡；10-平凹輸出鏡；11_電動旋轉(zhuǎn)臺；12_第一驅(qū)動器；13_第二驅(qū)動器。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明中所述使用的聲光調(diào)制器為英國古奇公司生產(chǎn)的MQS027-7C2B41-S5-HGM-25W型聲光調(diào)制器，驅(qū)動器型號為MQC027-2roC-FPS_15V ；電動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺為北京卓立漢光公司生產(chǎn)的RAK-100型旋轉(zhuǎn)臺，控制器型號為SC300-3B。
[0019]如附圖1所示，一種用于氣流氟化氫激光器脈沖選線輸出的諧振腔的結(jié)構(gòu)包括:氟化氫增益介質(zhì)區(qū)1，用于產(chǎn)生受激輻射光；偏振片2，用于將氟化氫增益介質(zhì)區(qū)I產(chǎn)生的輻射光變?yōu)榫€偏振光；凸透鏡3和凹透鏡4,用于將偏振片2輸出的線偏振光縮束；第一聲光調(diào)制器5，用于控制由凹透鏡4輸出的線偏振光是否形成振蕩；第二聲光調(diào)制器6，用于將入射的不同波長的線偏振光按不同的衍射角度分開；第一平面反射