专利名称：一种2微米波段电光调q器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及电光调Q器件，尤其涉及一种基于周期性畴反转晶体的2微米波段电光调Q器件。
背景技术：
激光波长在2微米波段附近的铥(Tm)或者钦(Ho)掺杂激光器在生物医学、环境监测和国防领域具有重要的应用价值。波长为1.94微米的Tm激光在生物组织内具有强烈的吸收，因此激光作用深度小，易于控制工作部位，止血能力也比较强，是一种高品质的激光手术刀。波段为2微米的Ho激光工作于大气透射窗口，在大气中具有很好的透射率,是激光信号传输的良好波段。此外，2微米波段的激光器，还可以作为更长波长激光振荡器如中波红外激光器的泵源，在环境和国防中具有重要应用。目前，已经有很多连续工作的Tm或者Ho激光器,包括固体激光器和光纤激光器。但是，脉冲工作的Tm或者Ho激光器目前还存在较大困难，主要原因是目前可用的调Q器件不够理想。在该波段工作的声光调Q器件，一般采用二氧化碲晶体材料作为声光元件，虽然其声光系数较大，但是其过大的热膨胀系数导致其工作时热稳定性较差，常常因为散热与控温条件的不完 善使得器件损坏，因此该类声光器件工作时需要非常精细的温度控制措施，影响其实际使用。同样，在该波段工作的电光调Q器件，往往需要非常高的半波电压，这使得其一般不适合在高重频条件下使用。鉴于脉冲型激光所具有的特殊优势，如高峰值功率、短脉冲，发展一种新型的具有优良工作特性、价格较为适中的高品质2微米波段电光调Q器件具有实用价值。
发明内容
本发明的目的是克服目前已有的2微米波段声光调Q器件和电光调Q器件的性能不足，提供一种基于周期性畴反转氧化镁掺杂铌酸锂晶体的新型电光调Q器件。2微米波段的电光调Q器件由偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜构成，偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜在同一光轴上顺次排列，周期性畴反转晶体的晶轴y方向的两个表面镀有金属电极，器件工作波段为 1900 2000nm。所述的周期性畴反转晶体是畴反转周期在12 30微米、晶体材料为镁掺杂铌酸锂的晶体器件。所述的四分之一波片的工作波段为1900 2000nm。所述的偏振分光器件是偏振分光棱镜或偏振滤光片。本发明主要用以解决当前2微米波段激光调制器件的不足，用以获得一种施加电压低、结构紧凑、性价比高、适用性强，具有很好光开关特性的2微米波段电光调Q器件。通过在周期性畴反转晶体(如周期性畴反转的掺镁铌酸锂晶体)表面周期性地加上电压，可以很好地控制器件对入射激光的传输损耗，并由此控制整个激光器工作状态的开与关。周期性畴反转晶体本身可以承受足够高的激光功率密度，能够适应中高功率的2微米波段的脉冲激光工作。
图1是基于周期性畴反转晶体的2微米电光调Q器件的工作原理示意 图2是本发明在加电压工作时线偏振光的偏振态变化随激光传输而变化的原理示意
图3是本发明在未加电压工作时线偏振光的偏振态随激光传输状态不发生变化的原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式
。如图1所示，2微米波段的电光调Q器件由偏振分光器件1、周期性畴反转晶体2、四分之一波片3和激光反射镜4构成，偏振分光器件1、周期性畴反转晶体2、四分之一波片3和激光反射镜4在同一光轴上顺次排列，周期性畴反转晶体2的晶轴y方向的两个表面镀有金属电极，器件工作波段为1900 2000nm。所述的周期性畴反转晶体2是畴反转周期在12 30微米、晶体材料为镁掺杂铌酸锂的晶体器件。所述的四分之一波片3的工作波段为1900 2000nm。所述的偏振分光器件I是偏振分光棱镜或偏振滤光片。如图2所示，在周期性畴反转晶体的表面电极上加上电压时，激光从左侧沿X方向入射，依次经由偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜，并由激光反射镜反射后再次经由四分 之一波片、周期性畴反转晶体、偏振分光器件，由左侧出射。在激光入射时，经过偏振分光器件，入射的激光变为偏振方向处于y方向的线偏振激光；经过周期性畴反转晶体后，偏振方向旋转45度，成为y-z对角线方向的线偏振激光；经过四分之一波片并经由激光反射镜反射，重新经过四分之一波片后，偏振方向变为与前述对角线方向垂直的另一个对角线方向，再次反向经过周期性畴反转晶体2后，偏振方向变为z方向。此时，该激光将不再能够通过偏振分光器件。如图3所示，在周期性畴反转晶体的表面电极未加上电压时，激光从左侧沿X方向入射，依次经由偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜，并由激光反射镜反射后再次经由四分之一波片、周期性畴反转晶体、偏振分光器件，由左侧出射。在激光入射时，经过偏振分光器件，入射的激光变为偏振方向处于I方向的线偏振激光；经过周期性畴反转晶体后，偏振方向不改变，仍为y方向；经过四分之一波片并经由激光反射镜反射，反向经过四分之一波片后，偏振方向不改变，仍为y方向；再次反向经过周期性畴反转晶体2后,偏振方向仍为z方向。此时,该激光将能够通过偏振分光器件。结合图1、图2和图3，可以实现激光传输的通、断由外加电压控制，并以此实现激光腔内2微米波段激光的电光调Q。本发明主要用以解决当前2微米波段激光调制器件的不足，用以获得一种施加电压低、结构紧凑、性价比高、适用性强，具有很好光开关特性的2微米波段电光调Q器件。通过在周期性畴反转晶体(如周期性畴反转的铌酸锂晶体)表面周期性地加上电压，可以很好地控制器件对入射激光的传输损耗，并由此控制整个激光器工作状态的开与关。周期性畴反转晶体本身可以承受足够高的激光功率密度，能够适应中高功率的2微米波段的脉冲激光工 作。
权利要求
1.一种2微米波段的电光调Q器件，其特征在于它由偏振分光器件(I)、周期性畴反转晶体(2)、四分之一波片(3)和激光反射镜(4)构成，偏振分光器件(I)、周期性畴反转晶体(2)、四分之一波片(3)和激光反射镜(4)在同一光轴上顺次排列，周期性畴反转晶体(2)的晶轴I方向的两个表面镀有金属电极，器件工作波段为1900 2000nm。
2.根据权利要求1所述的一种2微米波段电光调Q器件，其特征在于所述的周期性畴反转晶体(2)是畴反转周期在12 30微米、晶体材料为镁掺杂铌酸锂的晶体器件。
3.根据权利要求1所述的一种2微米波段电光调Q器件，其特征在于所述的四分之一波片(3)的工作波段为1900 2000nm。
4.根据权利要求1所述的一种2微米波段电光调Q器件，其特征在于所述的偏振分光器件(1)是偏振分光 棱镜或偏振滤光片。
全文摘要
本发明公开了一种2微米波段的电光调Q器件。它由偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜构成。偏振分光器件、周期性畴反转晶体、四分之一波片和激光反射镜在同一光轴上依次排列。周期性畴反转晶体的晶轴y方向的两个表面镀有金属电极，金属电极用以在特定时刻施加电压。通过周期性地控制电压，可以有效地控制激光传输的开通和关闭。本发明所述器件应用于激光腔内时，可以控制电压的施加状态，并有效地控制激光的腔内Q值，实现电光调Q。本发明可获得一种结构简单、紧凑，性能稳定，能长期工作于2微米波段的高性能电光调Q器件。
文档编号H01S3/115GK103236642SQ201310124568
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者沈永行, 姜培培, 吴波 申请人:杭州镭克普光电技术有限公司