最佳透過率可調的激光器制造技術

本發明專利技術公開了一種最佳透過率可調的激光器，包括：第一、第二和第三全反射鏡，用于構成激光器的諧振腔；激光增益模塊，用于對激光進行放大；第一電光晶體，用于對經過的光的偏振狀態行調節，進而調節激光器的輸出透過率；第一偏振分光器，設于所述第一電光晶體和第二全反射鏡之間的光路上，用于與所述第一電光晶體配合實現對激光器輸出透過率的調節；第二電光晶體，設于所述諧振腔的光路上，用于調節諧振腔的損耗；第二偏振分光器，用于與所述第二電光晶體配合實現對諧振腔損耗的調節。本發明專利技術實現了對激光器輸出透過率的快速調節，并且使激光器始終工作在最佳透過率狀態。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及激光器
，尤其涉及一種最佳透過率可調的激光器。
技術介紹
激光器的輸出透過率對激光器的輸出光功率影響很大，如果透過率太高，會導致腔內增益系數的閾值升高，如果介質的雙程增益系數不夠大，將會導致腔內光強減小，進而使輸出功率降低，嚴重時甚至使腔內不能形成激光(沈柯.激光原理教程[M].北京北京工業學院出版社，1986，135-138);當然激光器的輸出透過率也不能太小，因為透過率太小，雖然使增益系數的閾值降低，腔內光強增強，但隨著腔內光強的增強，腔內損耗也會增大，這使光波在介質中往返一次所增加的光能量中用于損耗的部分增多，并未實現增加輸出的預期效果，并且容易燒壞腔內光學元件(W.克希耐爾著.孫文，江澤文譯.固體激光工程 [M],北京科學出版社，2002，356-405);為了使激光器有最大的輸出功率，必須使激光器的輸出透過率取最佳值。激光器的最佳輸出透過率與激光器的結構、增益介質提供的增益大小、激光器的工作狀態及激光器的損耗都有關系，以激光器的工作狀態為例，連續出光的最佳輸出透過率和調Q以后出光的最佳輸出透過率在很多時候有很大差別，尤其是激光單脈沖能量比較大，重復頻率比較低時差別更大，僅僅通過理論計算得到的最佳輸出透過率往往與實際的情況存在較大的誤差(W. Koechner. Solid-State Laser Engineering[M]. New York Springer Science+Business Media Inc 2006,488-529)。現有激光器設計和制作技術中，技術人員一般通過實驗的方法獲得激光器的最佳透過率，具體的辦法是在激光器的腔型結構、增益介質的泵浦特性及激光器的工作狀態確定的情況下，通過更換不同透過率的輸出鏡的辦法來實現功率最大輸出(余本海.輸出鏡對雙棒串接固體激光器輸出光束的影響[J].激光技術，2004，28 (I) :94-97)。但這種方法既費時又難以準確找到最佳輸出透過率的值。此外，還有采用在腔內加入通過機械旋轉調整的1/4波片來調節激光器的輸出透過率的方法(樊仲維，崔建豐，裴博.一種透過率可調的激光器中國專利，ZL200620119283. 2 [P]，2007-11-27)，但采用這種方法調整時的穩定性要求高，且不能實現快速調節。在實際應用中，對于不同的應用環境，需要的激光器的輸出光功率往往不同，通過衰減或調節激光器的輸出透過率可以得到在某一特定值以下光功率可調節的激光，但這時泵浦能量轉換為有用的激光能量的效率較低，會有相當一部分能量被浪費掉，在采用僅通過調節激光器輸出透過率實現對激光輸出功率的調節時，被浪費掉的這些能量會轉換為熱能，給激光器的散熱增加負擔，嚴重時會影響激光器的出光性能，甚至使激光熄滅。
技術實現思路
(一 )要解決的技術問題本專利技術要解決的技術問題是提供一種最佳透過率可調的激光器，實現對激光器輸出透過率的快速調節，使激光器輸出光功率能夠快速變化，并且使激光器始終工作在最佳透過率狀態。( 二 )技術方案為解決上述問題，本專利技術提供了一種最佳透過率可調的激光器，包括第一、第二和第三全反射鏡，用于構成激光器的諧振腔；激光增益模塊，設于所述諧振腔的光路上，用于對激光進行放大；第一電光晶體，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節激光器的輸出透過率； 第一偏振分光器，設于所述第一電光晶體和第二全反射鏡之間的光路上，用于與所述第一電光晶體配合實現對激光器輸出透過率的調節；第二電光晶體，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節諧振腔的損耗；第二偏振分光器，設于所述第二電光晶體、第三全反射鏡以及第一電光晶體之間的光路上，用于與所述第二電光晶體配合實現對諧振腔損耗的調節。優選地，所述第二電光晶體上施加的電壓隨所述第一電光晶體上施加的電壓的變化而對應變化。優選地,所述第二電光晶體、第二偏振分光器、激光增益模塊、第一電光晶體和第一偏振分光器依次分布在所述第一全反射鏡和第二全反射鏡之間，所述第一偏振分光器的一個反射面朝向所述第一電光晶體和第二全反射鏡設置，所述第二偏振分光器的一個反射面朝向所述激光增益模塊和第三全反射鏡設置。優選地,所述第二電光晶體、第二偏振分光器、激光增益模塊、第一電光晶體和第一偏振分光器依次分布在所述第一全反射鏡和第二全反射鏡之間，所述第一偏振分光器的一個反射面朝向所述第一電光晶體設置、透射面朝向所述第二全反射鏡設置，所述第二偏振分光器的一個反射面朝向所述激光增益模塊和第三全反射鏡設置。優選地，經所述第一偏振分光器和第二偏振分光器所述反射面反射的光束的偏振方向相互平行或相互垂直。優選地，所述第二電光晶體改為設置在所述第三反射鏡和第二偏振分光器之間。優選地，所述激光器還包括設置在所述第三反射鏡和第二偏振分光器之間的第三電光晶體，用于與所述第二電光晶體共同調節激光器的損耗。(三)有益效果根據本專利技術最佳透過率可調的激光器，利用通過第一電光晶體快速調節激光器輸出透過率的方法，也可以快速確定所設計的激光器的最佳輸出透過率，由于采用電壓調節，腔內無機械調整的部件，因此，輸出透過率調整時對激光器諧振腔的影響大幅度減小，且采用晶體的電光效應進行調節，其相應速度是機械調節無可比擬的，因此可實現對輸出透過率的快速調節。本專利技術通過設置調節激光器損耗的電光晶體，使得對應著每一個輸出光功率值，所需的泵浦光功率都是最小，即激光器始終工作在最佳透過率狀態。附圖說明圖I為本專利技術實施例一激光器的結構不意圖；圖2為本專利技術實施例二激光器的結構示意圖；圖3為本專利技術實施例三激光器的結構示意圖；圖4為本專利技術實施例四激光器的結構示意 其中，I :第一全反射鏡；2 :第二電光晶體；3 :第二偏振分光器；4 :激光增益模塊；5:第一電光晶體；6 :第一偏振分光器；7 :第二全反射鏡；8 :第三全反射鏡；9 :第三電光晶體。具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本專利技術進行詳細說明如下。實施例一如圖I所示，本實施例記載了一種最佳透過率可調的激光器，包括第一全反射鏡I、第二全反射鏡7和第三全反射鏡8，用于構成激光器的諧振腔；激光增益模塊4，設于所述諧振腔的光路上，用于對激光進行放大；第一電光晶體5，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節激光器的輸出透過率；第一偏振分光器6,設于所述第一電光晶體5和第二全反射鏡7之間的光路上,用于與所述第一電光晶體5配合實現對激光器輸出透過率的調節；第二電光晶體2，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節諧振腔的損耗；第二偏振分光器3,設于所述第二電光晶體2、第三全反射鏡8以及第一電光晶體5之間的光路上，用于與所述第二電光晶體2配合實現對諧振腔損耗的調節。由圖I可以看出，本實施例中，所述第二電光晶體2、第二偏振分光器3、激光增益模塊4、第一電光晶體5和第一偏振分光器6依次分布在所述第一全反射鏡I和第二全反射鏡7之間，所述第一偏振分光器6的一個反射面朝向所述第一電光晶體5和第二全反射鏡I設置，所述第二偏振分光器3的一個反射面朝向所述激光增益模塊4和第三全反射鏡8設置。本實施例中，經所述第一偏振分光器6和第二偏振分光器3的所述反射面反射的光束的偏振本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種最佳透過率可調的激光器，其特征在于，包括 第一、第二和第三全反射鏡，用于構成激光器的諧振腔； 激光增益模塊，設于所述諧振腔的光路上，用于對激光進行放大； 第一電光晶體，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節激光器的輸出透過率； 第一偏振分光器，設于所述第一電光晶體和第二全反射鏡之間的光路上，用于與所述第一電光晶體配合實現對激光器輸出透過率的調節； 第二電光晶體，設于所述諧振腔的光路上，用于對經過的光的偏振狀態進行調節，進而調節諧振腔的損耗； 第二偏振分光器，設于所述第二電光晶體、第三全反射鏡以及第一電光晶體之間的光路上，用于與所述第二電光晶體配合實現對諧振腔損耗的調節。2.如權利要求I所述的最佳透過率可調的激光器，其特征在于，所述第二電光晶體上施加的電壓隨所述第一電光晶體上施加的電壓的變化而對應變化。3.如權利要求I所述的最佳透過率可調的激光器，其特征在于，所述第二電光晶體、第二偏振分光器、激光增益模塊、第一電光晶體和第一偏振分光器依次分布在所述第一全反射鏡和第二全反...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鞏馬理，王濤，柳強，閆平，黃磊，張海濤，劉歡，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：