专利名称：一种脉冲激光用的调q池的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光技术领域，特别是一种脉冲激光用的调Q装置。
背景技术：
提高脉冲激光能量和峰值功率的一个有效途径是调Q，以应用广泛的CO2脉冲激光器为例，其传统调Q方式是在谐振腔内放置一个染料调Q盒，该调Q盒为具有通光窗口的圆盘形盒体，通光窗口由平面镜封闭；激光器的Q值取决于盒内染料的饱和吸收光强Is，而所需要的Is要通过改变染料的浓度得到。此方法调Q存在的问题是(1)调Q盒封闭起来放进谐振腔后，染料浓度就无法改变；(2)强激光辐射等外部因素会使染料逐渐变质，影响Q值的稳定性；(3)染料变质后，如果要更换调Q盒，则需要拆开谐振腔，费时费力很不方便。
发明内容
本实用新型提出一种脉冲激光用的调Q池，针对现有调Q激光器采用被动式饱和吸收调Q存在的问题，以实现实时设定或改变Q值，且可避免设定Q值的漂移和拆开谐振腔更换调Q盒的不便。
本实用新型的一种脉冲激光用的调Q池，具有由光学镜封闭的简体，其特征在于所述简体为内筒体，其两端封装法兰、两法兰中心通孔位置均装有聚焦透镜，与法兰连接的筒形支座位于内筒体内、支座一端装有准直透镜；内筒体之外套有外筒体，内、外筒体之间形成夹套；内筒体壁装有超临界流体接管、用于连通超临界流体发生器；外筒体壁分别装有恒温浴进口接管和出口接管。
所述的脉冲激光用的调Q池，其进一步特征在于所述内简体为压力容器、耐压压力≥10MPa；所述法兰与筒形支座制成一个整体，以保证聚焦透镜和准直透镜的焦点位置、准直效果；筒形支座侧壁开有孔道。法兰同时也是聚焦透镜支座，调节两个法兰平面的的平行度，则可调节聚焦透镜主面的平行度，从而调整光路。
所述的脉冲激光用的调Q池，内简体两端可以对称装有法兰、聚焦透镜、筒形支座、准直透镜；所述内筒体内可以充有近临外流体、即接近临界点的超临界流体。可通过实时调节近临外流体的压力和温度，来调节近临外流体受激布里渊散射的阈值，进而调节高能脉冲激光器的Q值。
超临界流体(SuperCritical Fluid，简称SCF)是状态处于临界温度以上和临界压力以上的单相流体(T＞Tc，p＞pc)。如图2所示，在超临界区域中，流体的等密度线大都收敛于临界点。在临界点附近，压力或温度的小幅变化可引起SCF密度的显著变化。接近临界点的超临界流体(或近临外流体SuperCritical Fluid Near Critical Point，简称SCFNCP)，其密度介于气体和液体之间，且密度均匀，扩散性良好。SCFNCP与激光相互作用时，它除了具有类似气体的损伤阈值高和可修复性好，以及极化率张量系数和高次谐波转换效率比气体高的优点外，还因其密度易于在气体与液体之间显著调节，因而具有通过对温度和压力的控制来改变SCFNCP的密度，进而实现对其折射率、布里渊散射阈值和增益系数等光学参量予以灵活调节的良好性质。
由受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering，简称SBS)原理知道，当入射SBS池的激光强度增至SBS阈值时，在SBS池中会产生与入射激光相位共轭的后向散射作用，此时谐振腔中光强损耗突然降低，Q值突然增高，形成Q开关脉冲。由SCFNCP的特性可知，改变池内SCFNCP的状态，则可显著改变SCFNCP的密度和SBS的阈值，也就改变了高能脉冲激光器的Q值。
根据SCF特性和SBS调Q特性，应用这种调Q池，可以实现实时设定或改变Q值，且可避免设定Q值的漂移和拆开谐振腔更换调Q盒的不便。
图1本实用新型调Q池结构示意图；图2超临界流体相图；图3采用本实用新型调Q的CO2气体激光器示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，本实用新型调Q池的基本结构是内外两个筒体，主要由以下部分组成内筒体1、外筒体2、法兰5、聚焦透镜6、准直透镜4、法兰盖8，以及超临界流体接管11和恒温浴进口接管3。金属材料采用不锈钢，密封用弹性较好的高分子类材料，透镜用合适的光学材料。
内筒体充装了SCFNCP，外筒与内筒之间的夹套是用来对作为SBS池的内筒体中SCFNCP作循环恒温浴的。
法兰5与内筒体1焊接之前，应先检查和保证聚焦透镜6与准直透镜4的平行度，要保证焦点位置正确和准直效果。聚焦透镜6通过密封7与法兰5密封；准直透镜4亦与和法兰连接的筒形支座密封。
超临界流体接管11的安装过程如下在内筒体1上开出与超临界流体接管11的管径相适应的孔，焊好补强板9，在外筒体2上开出焊接操作孔。将外筒体2套到内筒体1上后，把超临界流体接管11插到内筒体1的开孔中，将补强板9与超临界流体接管11焊好，起固定接管和密封的作用；将超临界流体接管11与盖板10焊接好，再将盖板10与外筒体2焊接好，起到穿管密封的作用。依此类推，可安装好恒温浴的进出口接管。焊接要遵循国家标准或行业规范，适当开坡口，用氩气保护焊，焊后要探伤。
图3所示为采用本实用新型调Q的CO2气体激光器示意图，调Q池装于激光器腔体12内，通过活接管16、进口接管3、出口接管17连接近临外流体发生器18，向内筒体1中充入SCFNCP，并将压力和温度调到某定值，则SBS效应有一个对应的阈值。内筒体1中激光强度未达SBS阈值时，激光在窗口镜15、主放电电极14、全反镜13之间振荡；当激光强度增至SBS阈值时，Q值突然增高，形成Q开关脉冲。由SCFNCP的特性可知，改变池内SCFNCP的状态，则可显著改变SCFNCP的密度和SBS的阈值，也就改变激光器的Q值。
权利要求1.一种脉冲激光用的调Q池，具有由光学镜封闭的筒体，其特征在于所述筒体为内筒体，其两端封装法兰、两法兰中心通孔位置均装有聚焦透镜，与法兰连接的筒形支座位于内筒体内、支座一端装有准直透镜；内筒体之外套有外筒体，内、外筒体之间形成夹套；内筒体壁装有超临界流体接管、用于连通超临界流体发生器；外筒体壁分别装有恒温浴进口接管和出口接管。
2.如权利要求1所述的脉冲激光用的调Q池，其特征在于所述内筒体为压力容器、耐压压力≥10MPa；所述法兰与筒形支座制成一个整体，以保证聚焦透镜和准直透镜的焦点位置、准直效果；筒形支座侧壁开有孔道。
3.如权利要求1或2所述的脉冲激光用的调Q池，其特征在于内筒体两端对称装有法兰、聚焦透镜、筒形支座、准直透镜；所述内筒体内充有近临外流体、即接近临界点的超临界流体。
专利摘要一种脉冲激光用的调Q池，属于激光技术，特别是脉冲激光用的调Q装置，针对现有调Q激光器采用被动式饱和吸收调Q存在的问题，以实现实时设定或改变Q值，且避免设定Q值的漂移和拆开谐振腔更换调Q盒的不便。本实用新型具有内筒体，其两端封装法兰、两法兰中心通孔位置均装有聚焦透镜，与法兰连接的筒形支座位于内筒体内、支座一端装有准直透镜；内筒体之外套有外筒体，内、外筒体之间形成夹套；内筒体壁装有超临界流体接管、用于连通超临界流体发生器；外筒体壁分别装有恒温浴进口接管和出口接管。根据SCF特性和SBS调Q特性，应用这种调Q池，可以实现实时设定或改变Q值，且可避免设定Q值的漂移和拆开谐振腔更换调Q盒的不便。
文档编号H01S3/127GK2762402SQ20042011111
公开日2006年3月1日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者程祖海, 陈良才 申请人:华中科技大学