专利名称：用两台脉冲激光器获得4束脉冲相干光的方法
技术领域：
本发明属于光电技术领域。对需要同时获得多束脉冲相干光的各种应 用有很好的应用价值。
背景技术：
在全息、激光雷达等很多领域经常需要同时利用多束相干光。最常用 的方法是将一台激光器输出的一束激光进行分束。但这会大大降低每束光 的强度。如果使用多台激光器，则难以保证多束激光在频率、初位相上的 一致，无法获得多束相干光。尽管采用某些特殊的技术可以在实验室内用 多台激光器获得多束相干光，但这些技术往往相当复杂。因此，到目前为 止，尚没有可在实际应用中方便地用多台激光器获得多束相干光的有效方 法。
本发明提出了一种新技术，可以在实际应用中方便地用多台激光器获 得多束相干光。
发明内容
本发明采用种子注入原理，保证多台激光器的输出光束在频率和位相 上的严格一致，从而获得多束高强度的相干光。本发明包括以下几个部分-(1) 一台种子注入脉冲YAG激光器；(2) —台脉冲YAG激光器；(3) 一台脉冲发生与延时器；(4) 一套光束变换系统；(5)两块倍频晶体；(6) 一套红外(1064nm)高反和可见光(532nm)高透平面镜。一、 工作原理
用一台种子注入脉冲激光器产生的单纵模脉冲激光束作为种子光注 入到另一台脉冲激光器，通过多种控制措施是两台激光器具有完全相同的 频率和偏振台，并具有恒定的初位相差，从而获得多束相干光。
二、 实现方法
下面结合附图1详细描述本发明的工作原理和实现方法。
(一) 种子注入脉冲YAG激光器1 (含倍频及分束装置)可输出两束激 光占总能量50%的532nm的绿光束，以及占总能量50%的1064nm 的红外光。532nm的绿光作为我们的输出光束。
(二) 将一倍频晶体放在种子注入脉冲YAG激光器1输出的1064nm光 束的光路上，产生能量几乎相等、波长分别为1064nm和532nm的 两束脉冲激光。这两束光经平面镜M后，1064nm的光被反射到其 他方向，而532nm的光透过平面镜作为第二束输出光束。
(三) 经平面镜M反射的1064nm的光再经两个面镜M反射，进入光束 变换系统。由光束变换系统出射后作为种子光进入脉冲YAG激光 器2的放大级。光束变换系统的作用是使进入脉冲YAG激光器2 的放大级的种子光束满足该激光器放大级对输入光束光斑尺寸和 发散角的要求。
(四) 脉冲YAG激光器2的放大级对种子光束进行放大，经激光器2本 身的倍频及分束装置可输出两束激光-占总能量50%的532nm的绿 光束，以及占总能量50%的1064nm的红外光。其中，532nm的绿 光作为我们的第三束输出光束。
(五) 由脉冲YAG激光器2产生的1064nm的红外光再经一倍频晶体， 产生能量几乎相等、波长分别为1064nm和532nm的两束脉冲激光。 这两束光经平面镜M后，1064nm的光被反射到其他方向，而532nm 的光透过平面镜作为第四束输出光束。
(六) 在步骤(五)中被反射的1064nm的光可继续作为种子光经上述(三) 至(五)的步骤产生更多的532nm输出光束。(七) 用一台高精度四通道脉冲发生与延迟装置的四个道输出的脉冲电信 号分别控制两台激光器的泵浦闪光灯和Q开关的工作，保证每台激 光器都获得最大的能量输出。这四个道输出的脉冲电信号的输出时 刻和脉冲宽度，均按照两台激光器的性能指标进行严格控制。若要 获得更多的输出光束，要使用多台脉冲发生与延迟装置。
(八) 为保证各输出光束具有完全相同的偏振态，应使每台激光器的输出 光束为严格的竖直偏振，以避免反射时偏振态发生变化。
(九) 脉冲激光器2的振荡级虽然不使用，g卩，振荡级的输出光并不进入 放大级，但为保证该激光器的热稳定性，该激光器的振荡级始终处 于工作状态。
三、本发明的优点
1) 由于种子注入方式，各输出光束的频率严格一致；
2) 各输出光束具有完全相同的偏振台；
3) 用高精度脉冲发生与延迟装置输出的脉冲电信号分别控制两台激光 器的泵浦闪光灯和Q开关的工作，保证了两台激光器具有恒定的位 相差；
4) 以上三点确报了四束或更多束输出光具有非常好的相干性；
5) 便于获得多束高能量的相干脉冲激光束。
附图1.用两台脉冲激光器同时获得4束相干脉冲激光束。
图中M为对1064nm光高反，对532nm光高透的平面镜。 附图2.光束变换系统。 附图3.脉冲激光器2的内部结构。
权利要求
1.用一台种子注入脉冲YAG激光器1产生的532nm的光作为第一束输出光束；种子注入脉冲YAG激光器1产生的1064nm的光经倍频晶体后变为两束光，其中，波长为532nm的光作为第二束输出光束；而波长为1064nm的光作为种子光被引入注入脉冲YAG激光器2的放大级。
2. 脉冲YAG激光器2的放大级对被引入的种子注入脉冲YAG激光器1 产生的1064nm的光进行放大。
3. 脉冲YAG激光器2放大级产生的1064nm的光经该激光器本身带有 的倍频和分束装置输出波长分别为1064nm和532nm的两束光，其 中，532nm的光作为第三束输出光束。
4. 脉冲YAG激光器2放大级输出的1064nm的光再经一倍频晶体有产 生波长分别为1064nm和532nm的两束光。其中，532nm的光作为 第四束输出光束。
5. 用高精度四通道脉冲发生与延迟器四个通道产生的脉冲信号分别控 制种子注入脉冲YAG激光器1和脉冲YAG激光器2的闪光灯及Q 开关，每台激光器的闪光灯和Q开关之间的时间延迟及脉冲宽度由 高精度脉冲发生与延迟器的相应通道根据激光器的性能参数严格控 制，使两台激光器同步地工作。
6. 高精度脉冲发生与延迟器四个通道产生的脉冲信号严格保持同步，使 两台激光器产生的四束输出光束具有恒定的位相差。
7. 保证每台激光器输出光束的偏振态均为竖直偏振，确保各束光经反射 后偏振态不发生变化。上述7项权力保证了四束输出脉冲激光束为相 干光。
全文摘要
用两台脉冲YAG激光器获得四束波长为532nm的高能量相干脉冲光束。先用一台带有倍频和分束装置的种子注入脉冲YAG激光器1产生波长分别为1064nm和532nm的两束脉冲激光，其中1064nm的光经一倍频晶体后又产生波长分别为1064nm和532nm的两束脉冲激光。由此，由种子注入脉冲YAG激光器1可获得两束532nm的相干脉冲光束。分束后得到的1064nm的光作为种子光被引入另一台带有倍频和分束装置的脉冲YAG激光器2的放大级，经放大后得到两束新的波长分别为1064nm和532nm的脉冲激光。其中1064nm的光再经一倍频晶体后又产生波长分别为1064nm和532nm的两束脉冲激光。由此，由脉冲YAG激光器2又可获得两束532nm的相干脉冲光束。两台激光器的闪光灯和Q开关分别用高精度脉冲发生与延迟器输出的四路脉冲信号控制，保证了两台激光器之间有恒定的位相差。从而可获得四束532nm的相干脉冲激光束。
文档编号G02F1/35GK101329489SQ20071012331
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者何兴道, 刘大禾, 弓文平, 欧阳敏, 石锦卫, 高益庆 申请人:北京师范大学;南昌航空工业学院