一种电光调q的角锥谐振腔的制作方法
【专利摘要】本实用新型中公开了一种电光调Q的角锥谐振腔，其技术方案要点是：包括有腔体以及设置于腔体内的电光调Q器件组，所述电光调Q器件组包括有高反镜(2)、输出镜(1)、端面泵浦结构(3)、电光Q开关(7)、偏振透射器件(6)、角锥棱镜(5)以及腔镜(4)，所述高反镜(2)与输出镜（1）共线布置，所述端面泵浦结构(3)的光轴正对于输出镜（1）布置，所述端面泵浦结构(3)发出入射光束依次经过腔镜（4）、电光Q开关（7）、偏振透射器件（6）后进入角锥棱镜（5），平行反射的光束经过腔镜（4）的反射后射在高反镜（2）上，其既有角锥谐振腔的抗失调能力，又可以满足电光Q开关的输入要求，获得了一个可在恶劣环境下使用的高质量脉冲激光器。
【专利说明】
一种电光调Q的角锥谐振腔
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种谐振腔，特别涉及一种电光调Q的谐振腔。【背景技术】
[0002]谐振腔的作用是将激光物质中频率、方向一致的光做放大、抑制其他频率和方向的光，沿轴线运动的光子在谐振腔内继续前行，经过谐振腔内两反射镜的反射，不断往返运动产生振荡，使得激光物质中其他受激粒子与之相遇而产生辐射，沿轴线运行的光子将不断增殖，在腔内形成传播方向一致、频率和相位相同的强光束，产生激光。由上述对于谐振腔的描述可知，谐振腔内有几个必要的元器件:激光物质、激发其产生激光的栗浦以及轴线上相对设置的两块反射镜，其中，把激光引出腔外，可把一面反射镜做成部分透射的，透射部分成为可利用的激光，反射部分留在腔内继续增殖光子。而在使用环境较为恶劣的情况下，机械振动、温度变化等不确定因素会使谐振腔内的腔镜发生偏转，进而使得谐振腔内的输出激光质量下降、功率不稳，严重时甚至谐振腔内无法输出激光。
[0003]针对上述问题，授权公告号为CN 2396541Y的中国专利(以下称为现有文件1)中公开了一种用于气体激光器的谐振腔，其技术要点是利用角锥棱镜替代谐振腔内的一块反射镜，利用角锥棱镜的特殊反射特性:不受入射角度大小的影响，把入射光按照原方向平行反射回去，使得到的谐振腔满足于恶劣环境使用的要求，即:无论角锥棱镜如何偏转，经过角锥棱镜的出射光线角度基本不变，这中腔型的谐振腔抗失调能力可以达到正负21度。
[0004]但是，角锥棱镜在提高抗失调能力的同时，带来的新问题是腔内偏振态难以调整的问题，这个问题对于普通激光谐振腔关系不明显，但是，对于电光调Q的谐振腔，这个问题尤为明显，因为，电光Q开关的输入需要是严格的线偏光，现有文件1中，激光物质发出的光束射入角锥棱镜的位置是角锥棱镜的顶点，光束达到这个位置后出射光线会形成六个光斑，这个输出光束的偏振态无法作为电光Q开关的输入。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种电光调Q的角锥谐振腔，使其在满足电光Q开关对于偏振态的要求的同时，将角锥棱镜引入作为腔镜使用，以在恶劣环境下输出高光束质量的大功率脉冲输出。
[0006]本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种电光调Q的角锥谐振腔，包括有腔体以及设置于腔体内的电光调Q器件组，所述电光调Q器件组包括有高反镜、 输出镜、端面栗浦结构、电光Q开关、偏振透射器件、角锥棱镜以及斜向设置的腔镜，所述高反镜与输出镜共面布置，所述端面栗浦结构的光轴垂直于输出镜布置，所述端面栗浦结构发出入射光束依次经过腔镜、电光Q开关、偏振透射器件后进入角锥棱镜，反射的光束经过腔镜的反射后射在高反镜上。
[0007]通过采用上述技术方案，将角锥作为腔镜使用后，利用偏振透射器件对腔体内的入射光束和平行反射光束进行偏振态的调整，使其满足于电光Q开关的输入要求;并且，通过斜向布置的腔镜的折光作用，使得端面栗浦结构可以适用于该谐振腔，使谐振腔本身适合于一些对于光束质量要求极高的场合。
[0008]本实用新型进一步设置为:所述腔镜的斜向角度为45度设置。
[0009]通过采用上述技术方案，腔镜在大于0度小于90度之间的夹角均可以满足折光需求，但是，当其斜向角度布置为45度时，可以简化谐振腔内的元器件的调整过程。
[0010]本实用新型进一步设置为:所述高反镜与输出镜呈一体的阴阳镜设置，且高反镜与输出镜的位置可以互换。
[0011]通过采用上述技术方案，采用阴阳镜将高反镜与输出镜设置成一体的，可以提高谐振腔在恶劣环境下使用的可靠性。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述端面栗浦结构与输出镜之间设置有四分之一波片。
[0013]本实用新型也可设置为:所述端面栗浦结构与腔镜之间设置有四分之一波片。
[0014]通过采用上述技术方案，四分之一波片可以将垂直入射的偏振光调整至圆偏振光出射，以进一步精确调整光束至电光Q开关的偏振态要求。
[0015]本实用新型进一步设置为:所述角锥反射的光束与腔镜之间设置有用于补偿角锥棱镜制造误差的光楔。
[0016]通过采用上述技术方案，角锥棱镜理论上来讲三个反射面之间应该是互成90度角设置，实际制造时，由于加工工装和制造水平的限制，三个反射面之间一定会存在制造误差，通过光楔的旋转对这个制造角度差值进行补偿，可以进一步提高输出光束的质量。
[0017]本实用新型进一步设置为:所述入射光束上在偏振透射器件与角锥棱镜之间设置有半波片。[〇〇18]通过采用上述技术方案，半波片的设置，在调整腔体内的偏振方向时，可以直接通过旋转半波片进行调整，以简化腔体内的电光调Q器件组的位置调整过程。
[0019]本实用新型提供一种应用上述的电光调Q的角锥谐振腔的的脉冲激光器，所述端面栗浦结构采用Nd: YAG制成。
[0020]通过采用上述技术方案，采用Nd:YAG晶体作为端面栗浦结构，可以是激光器在恶劣环境下稳定输出1064纳米或946纳米或1319纳米的高质量脉冲激光束。【附图说明】[〇〇21]图1是角锥棱镜的入射和出射原理图；
[0022]图2是实施例1中的光学元件连接结构图；
[0023]图3是实施例2中的光学元件连接结构图；
[0024]图4是实施例3中的光学元件连接结构图；
[0025]图5是实施例4中的光学元件连接结构图；
[0026]图6是实施例5中的光学元件连接结构图。
[0027]图中，1、输出镜;2、高反镜;3、端面栗浦结构;4、腔镜;5、角锥棱镜;6、偏振透射器件;7、电光Q开关;8、四分之一波片;9、光楔;10、半波片；a、入射光束;b、平行反射光束。【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0029]角锥棱镜，又称为回归反射器，是一种依据临界角原理制造的内部全反射棱镜，它不受入射角大小的影响，把入射光反射180度，也就是说，对于任一条进入角锥棱镜的入射光线，都将被高效的按照原方向反射回去，其结构如图1中所示，包括有三个互成90度角的入射面，当光束a以任意角度射入角锥棱镜的一个面，均会按照图示方向返回与入射光线a 方向相同的平行反射光束b。
[0030]实施例1
[0031]—种电光调Q的角锥谐振腔，其元器件的布置方式如图1至2中所示，包括有输出镜 1、高反镜2、端面栗浦结构3、斜向布置的腔镜4、角锥棱镜5、偏振透射器件6以及电光Q开关 7,其中:输出镜1和高反镜2固定设置为一体共面形成一整块阴阳镜，腔镜4的布置角度在0 至90度之间均可以满足光束传输的需要，但是，其优选布置角度为图中所示的45度，以简化谐振腔的腔型以及便利于调整腔体内的光学元件的调整过程，端面栗浦结构3的光轴垂直于输出镜1布置。
[0032]由于电光调Q需要线偏光作为输入，而角锥棱镜5的应用的难点即在于偏振态的调整，因此，为了调整腔体内的光束的偏振方向，在角锥棱镜5与电光Q开关7之间设置有用于调整角锥棱镜5出射的光线的偏振方向的偏振透射器件6，以将腔体内的偏振态调整至适合于电光Q开关的偏振要求。
[0033]光束在谐振腔的腔体内的各个元件连接关系叙述如下:端面栗浦结构3发出入射光束a，入射光束a以45度的入射角射入腔镜4内，并以45度角反射呈水平光束经过电光Q开关7和偏振透射器件6后进入角锥棱镜5内，入射光束a在角锥棱镜5内按照图1中所示的反射路径，水平自角锥棱镜5出射的平行反射光束b进过腔镜4的再次反射，进入高反镜2内，高反镜2将全部光束返回，使光束按原路径返回至角锥棱镜5中，再次出射，出射光学经过偏振透射器件6的偏振态调整后，以线偏光的形式进入电光Q开关7内，经过电光Q开关的调Q之后， 间歇性的瞬间大功率脉冲激光束再次经过腔镜4的反射后在输出镜1上脉冲输出。
[0034]实施例2增设四分之一波片的电光调Q的角锥谐振腔
[0035]如图3中所示，在实施例1的基础上，在端面栗浦结构3与输出镜1之间增设一个四分之一波片8,四分之一波片8可以将垂直入射的偏振光调整至圆偏振光出射，以进一步精确调整光束至电光Q开关7的偏振态要求。其余设置均与实施例1中设置相同。
[0036]实施例3
[0037]如图4中所示，将实施例2中的四分之一波片8设置在端面栗浦结构3与腔镜4之间， 其作用于实施例2中相同。
[0038]实施例4
[0039]在实施例2的基础上，如图5中所示，在腔镜4与角锥棱镜5之间的光束上设置光楔 9,用于弥补角锥棱镜5的制造误差，由于现有加工制造水平的限制，角锥棱镜5的三个互相垂直的反射面的夹角无法达到理论值，因而，光束在角锥棱镜5内的传输存在角度偏差，增设光楔9可以对这个制造误差进行弥补，以提高输出光束质量。其余设置均与实施例3中设置基本相同。
[0040]实施例5
[0041]如图6中所示，在偏振透射器件6与角锥棱镜5之间增设半波片10,以进一步精确调整角锥棱镜5的偏振态，使其更加适应于电光调Q的偏振态要求。其余设置均与实施例3中设置相同。[〇〇42]实施例1至5中的端面栗浦结构3中的激光晶体可以采用Nd:YAG Nd:YV04 Nd:YLFND:KGW Hq:YAG Nd:GdV04 钕玻璃、铒玻璃 Er:YAG Tm:YAG。
[0043]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1.一种电光调Q的角锥谐振腔，包括有腔体以及设置于腔体内的电光调Q器件组，其特 征是:所述电光调Q器件组包括有高反镜(2)、输出镜(1)、端面栗浦结构(3)、电光Q开关(7)、 偏振透射器件(6)、角锥棱镜(5)以及斜向设置的腔镜(4)，所述高反镜(2)与输出镜(1)共面 布置，所述端面栗浦结构(3)的光轴垂直于输出镜(1)布置，所述端面栗浦结构(3)发出入射 光束依次经过腔镜(4)、电光Q开关(7)、偏振透射器件(6)后进入角锥棱镜(5)，反射的光束 经过腔镜(4)的反射后射在高反镜(2)上。2.根据权利要求1所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述腔镜(4)的斜向角度为 45度设置。3.根据权利要求1或2所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述高反镜(2)与输出 镜(1)呈一体的阴阳镜设置，且高反镜(2)与输出镜(1)的位置可以互换。4.根据权利要求3所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述端面栗浦结构(3)与输 出镜(1)之间设置有四分之一波片(8)。5.根据权利要求3所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述端面栗浦结构(3)与腔 镜(4)之间设置有四分之一波片(8)。6.根据权利要求3所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述角锥反射的光束与腔 镜(4)之间设置有用于补偿角锥棱镜制造误差的光楔(9)。7.根据权利要求3所述的电光调Q的角锥谐振腔，其特征是:所述入射光束上在偏振透 射器件(6)与角锥棱镜(5)之间设置有半波片(10)。8.—种应用权利要求1所述的电光调Q的角锥谐振腔的脉冲激光器，其特征是:所述端 面栗浦结构(3)为采用Nd: YAG制成的激光晶体。
【文档编号】H01S3/115GK205666430SQ201620532186
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】李永明, 刘练, 王晨, 马东伟, 刘少飞, 宋宝钢
【申请人】北京思通博远激光科技有限公司