一种提高被动调q脉冲时间稳定性的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法及装置，属于激光技术领域。
【背景技术】
[0002]自1960年第一台激光器问世以来，激光产业飞速发展，已广泛的应用于医疗、遥感探测、科研、激光通讯、热加工和军事等领域。同时，伴随着激光的广泛应用，人们对其各种参数的要求也越来越高，如平均功率、峰值功率、脉冲宽度、效率和性价比等。
[0003]调Q技术作为一种获得高峰值功率激光的技术，使得激光在测距、高速照相、雷达、加工和强光光学等领域都有着不俗的表现。调Q技术分为两大类，主动调Q技术和被动调Q技术。相对于主动调Q技术，被动调Q技术具有无需外部驱动、体积小、成本低、易于应用的优点。但是被动调Q技术也有自身的缺点，最主要的就是脉冲的时间稳定性不高。但是在许多实际应用中，脉冲的时间稳定性却是一个比较重要的物理量。特别是在激光测量领域，脉冲的稳定性可以很好提高测量的准确性，减小误差。如果能有一种提高被动调Q脉冲时间稳定性的装置，用来降低被动调Q脉冲的时间抖动，将更有利于被动调Q激光的应用。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法及装置。
[0005]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现:首先利用两个栗浦源产生两束栗浦激光，两束栗浦激光被固体激光介质吸收后，在各自的谐振腔形成振荡产生两束线偏振光，第一束线偏振光照射于饱和吸收体上，实现对饱和吸收体的漂白作用，第二束线偏振光沿与第一束线偏振光重合的路径照射于饱和吸收体上；利用第一束线偏振光的漂白，使得第二束线偏振光透过饱和吸收体时的损耗急剧减小，第二束线偏振光在谐振腔内的增益与损耗差值变大，因此降低了第二束线偏振光的抖动，提高了被动调Q输出脉冲的时间稳定性。
[0006]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法及装置，其特别之处在于:包括两栗浦源、两输入镜、两固体激光介质、布鲁斯特片、饱和吸收体和输出镜，一输入镜、一固体激光介质、布鲁斯特片、饱和吸收体、输出镜形成第一谐振腔，另一输入镜、另一固体激光介质、布鲁斯特片、饱和吸收体、输出镜形成第二谐振腔；两栗浦源产生两束栗浦激光，两束栗浦激光分别在第一谐振腔、第二谐振腔中形成第一束线偏振光、第二束线偏振光；
两固体激光介质的布置位置应满足:第二束线偏振光的偏振方向与第一束线偏振光的偏振方向垂直，第二束线偏振光透过布鲁斯特片后的传播路径与第一束线偏振光经布鲁斯特片反射后的传播路径重合，以实现第一束线偏振光与第二束线偏振光的合束；利用第一束线偏振光的漂白，使得第二束线偏振光透过饱和吸收体时的损耗急剧减小，第二束线偏振光在谐振腔内的增益与损耗差值变大，因此降低了第二束线偏振光的抖动，提高了被动调Q输出脉冲的时间稳定性。
[0007]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述两栗浦源为第一栗浦源和第二栗浦源，两输入镜为第一输入镜和第二输入镜，两固体激光介质为第一固体激光介质和第二固体激光介质，第一栗浦源产生的栗浦激光经第一光学耦合系统后进入第一谐振腔，第二栗浦源产生的栗浦激光经第二光学耦合系统后进入第二谐振腔；
所述第一栗浦源和第二栗浦源均产生波长为808nm的栗浦激光，栗浦激光被第一固体激光介质吸收后，在第一谐振腔中形成波长为1064nm的第一束线偏振光，栗浦激光被第二固体激光介质吸收后，在第二谐振腔中形成波长为1047nm的第二束线偏振光；第一输入镜上镀有808nm波长激光的高透膜和1064nm波长激光的高反膜，第一固体激光介质的两个通光面上均镀有808nm和1064nm波长激光的增透膜；第二输入镜上镀有808nm波长激光的高透膜和1047nm激光的高反膜，第二固体激光介质的两个通光面上均镀有808nm和1047nm波长激光的高透膜。
[0008]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述第一固体激光介质为Nd:YV04、Nd:YAG或Nd:GdV04激光晶体，第二固体激光介质为Nd:YLF激光晶体，激光晶体的掺杂离子的浓度介于0.05-at.%?50-at.%之间，激光晶体的长度为0.5mm至100mm之间。
[0009]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述布鲁斯特片对水平偏振的光高透、对竖直偏振的光高反。
[0010]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述饱和吸收体为Cr4+:YAG或石墨烯，饱和吸收体的小信号透过率为10%至90%，长度为0.5mm至100mm。
[0011]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述的输入镜和输出镜为平面透镜或凹面透镜，所述栗浦源为半导体激光器，栗浦源的栗浦方式为端面栗浦。
[0012]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法的装置，所述输出镜对1047 nm和1064 nm波长激光的透过率分别为18%和20%。
[0013]本发明的有益效果是:本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法及装置，两栗浦源产生的激光分别经两固体激光介质后，形成两束线偏振光，一束线偏振光照射于饱和吸收体上实现对其漂白作用，使得第二束线偏振光透过饱和吸收体时的损耗急剧减小，第二束线偏振光在谐振腔内的增益与损耗差值变大，因此降低了第二束线偏振光的抖动，提高了被动调Q输出脉冲的时间稳定性，保证了利用激光测量的准确性，有利于减小测量误差。
[0014]本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性的方法及装置的优点体现在:
(1)脉冲时间稳定性得到提高，经过一束激光的漂白后，另一束激光的时间抖动被改善，时间抖动被降低了一个数量级。
[0015](2 )易于漂白，利用饱和吸收体腔内的高功率密度，更容易实现对饱和吸收体的漂白。
[0016](3)成本低，本发明的降低被动调Q时间抖动的装置，其核心为输入镜、固体激光介质、布鲁斯特片、饱和吸收体和输出镜，无论是输入镜、输出镜还是晶体材料都已经发展成熟，目前在市场上很容易进行购买。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性装置的原理图。
[0018]图2为本发明中未经漂白的被动调Q脉冲装置所产生的激光脉冲的时间抖动分布图；
图3为本发明中漂白开启后的被动调Q脉冲装置所产生的激光脉冲的时间抖动分布图。
[0019]图中:1第一栗浦源，2第二栗浦源，3第一光学耦合系统，4第二光学耦合系统，5第一输入镜，6第二输入镜，7第一固体激光介质，8第二固体激光介质，9布鲁斯特片，10饱和吸收体，11输出镜。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0021]如图1所示，给出了本发明的提高被动调Q脉冲时间稳定性装置的原理图，其由第一栗浦源1、第二栗浦源2、第一光学親合系统3、第二光学親合系统4、第一输入镜5、第二输入镜6、第一固体激光介质7、第二固体激光介质8、布鲁斯特片9、饱和吸收体10以及输出镜11组成，所示的第一栗浦源1和第二栗浦源2采用产生808nm波长激光的光纤耦合激光器，第一栗浦源1产生的栗浦激光经第一光学親合系统3和第一输入镜5后，照射于第一固体激光介质7上。第二栗浦源2产生的栗浦激光经第二光学耦合系统4后，照射于第二固体激光介质8上。
[0022]第一输入镜5、第一固体激光介质7、布鲁斯特片9、饱和吸收体10和输出镜11之间形成第一谐振腔，第二输入镜6、第二固体激光介质8、布鲁斯特片9、饱和吸收体10和输出镜11之间形成第二谐振腔，两栗浦源产生的栗浦激光经第一谐振腔、第二谐振腔分别形成第一束线偏振光和第二束线偏振光。第一束线偏振光经布鲁斯特片的反射后对饱和吸收体10漂白。利用第一束线偏振光对饱和吸收体10的漂白作用，使得第二束线偏振光透过饱和吸收体时的损耗急剧减小，第二束线偏振光在谐振腔内的增益与损耗差值变大，因此降