专利名称：预激光电光调q单纵模激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单纵模激光器，特别是涉及二极管泵浦的预激光调Q的单纵模激光器。属于固体激光器技术领域。
2、背景技术单纵模激光器在精密测量、彩色显示、全息照相、高分辨率光谱学等领域都有广泛应用。利用预激光原理实现激光器的单纵模输出是目前单纵模激光器研究的一个重要方向。
目前已有的预激光调Q单纵模激光器大多采用光电倍增管观测预激光的形成，提供触发电脉冲使Q开关打开，产生调Q单纵模脉冲。这种结构不仅电学系统复杂，而且激光器的结构松散，调节困难。
发明内容为了克服目前预激光电光调Q单纵模激光器系统结构复杂，调节困难的缺陷，本实用新型提供一种预激光电光调Q单纵模激光器。
本实用新型采用的技术方案是本实用新型的预激光电光调Q单纵模激光器包括同步装置、提供驱动脉冲的双台阶脉冲发生器、激光谐振腔、激光谐振腔内设置的电光调Q晶体和薄膜偏振片；激光谐振腔由输出耦合镜、小孔、激光二极管阵列、端面抛光的激光棒、全反镜构成。
薄膜偏振片的通光方向与光轴成布儒斯特角，电光调Q晶体的主轴与光轴重合，置于激光棒和全反镜之间；同步装置通过电缆与激光二极管阵列和双台阶脉冲发生器相连接；双台阶脉冲发生器通过电缆与电光调Q晶体相连接。
薄膜偏振片采用偏振方向互相垂直的偏振器对替代，偏振器的主轴与光轴重合，置于端面抛光的激光棒和全反镜之间；电光调Q晶体置于偏振器对之间，其主轴与光轴重合。
端面抛光的激光棒采用Nd∶YLF、Nd∶YAG或Nd∶YVO。
电光调Q晶体采用单级的或多级的KTP、KDP或KD*P。
双台阶脉冲发生器由触发推动成型模块、触发放大隔离模块、一台阶脉冲产生模块、延时电路、二台阶脉冲产生模块、输出电路、延迟宽度调节模块、高压电源、幅度调节电路构成。
同步装置触发脉冲触发推动成型模块进入延时电路，延迟宽度调节模块和延时电路相连接，延时电路将延迟后的脉冲经触发放大隔离模块分别输入一台阶脉冲产生模块和二台阶脉冲产生模块，脉冲最后经与一台阶脉冲产生模块和二台阶脉冲产生模块相连接的输出电路输出，高压电源和幅度调节电路与一台阶脉冲产生模块和二台阶脉冲产生模块相连接以提供必要的驱动电源和脉冲幅度控制。
本实用新型的预激光电光调Q单纵模激光器，其光学和电学系统简化，结构紧凑，易于调节，可输出脉宽6-30ns可调的稳定单纵模激光，长时间工作单纵模几率达100％。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型预激光单纵模电光调Q激光器的实施例1。
图2是本实用新型预激光单纵模电光调Q激光器的实施例2。
图3是本实用新型的实施例1和2采用的双台阶脉冲发生器的电路原理框图。
图中 1输出耦合镜，2全反镜，3激光二极管阵列，4电光调Q晶体，5端面抛光的激光棒，6小孔，7薄膜偏振片，8同步装置，9双台阶脉冲发生器，10偏振器，11偏振器，31触发推动成型模块，32-1触发放大隔离模块，32-2触发放大隔离模块，33一台阶脉冲产生模块，34延时电路，35二台阶脉冲产生模块，36输出电路，37延迟宽度调节模块，38-1高压电源，38-2高压电源，39幅度调节电路。
具体实施方式
实施例1图1中，本实用新型预激光单纵模电光调Q激光器的结构是这样的输出耦合镜1、小孔6、激光二极管阵列3、激光棒5、全反镜2构成激光谐振腔，激光二极管阵列3侧面泵浦端面抛光的激光棒5，小孔6使激光器输出单横模；薄膜偏振片7的通光方向与光轴成布儒斯特角，电光调Q晶体4的主轴与光轴重合，置于激光棒5和全反镜2之间，薄膜偏振片7和电光调Q晶体4控制腔内光的偏振态，使激光器输出调Q光脉冲；同步装置8通过电缆与激光二极管阵列3和双台阶脉冲发生器9相连接，双台阶脉冲发生器9通过电缆与电光调Q晶体4相连接，同步装置8输出同步电脉冲使泵浦和调Q实现同步，双台阶脉冲发生器9为电光调Q晶体4提供驱动电脉冲，在泵浦初期双台阶脉冲发生器9输出四分之一波电压，激光器工作于低Q值状态，无激光输出，直到泵浦后期双台阶脉冲发生器9再输出低于四分之一波电压的幅度可调电压，可调范围为八分之一波电压到四分之一波电压，并且该电压的持续时间在2-20us范围内可调，由端面抛光的激光棒5的F-P效应和预激光的选模作用，这时激光腔内形成准稳态单纵模振荡，最后双台阶脉冲发生器9输出零电平，准稳态单纵模振荡被放大形成稳定的单纵模脉冲由输出耦合镜1输出激光腔。
实施例2图2中，本实用新型预激光单纵模电光调Q激光器的结构是这样的薄膜偏振片7采用偏振方向互相垂直的偏振器10和偏振器11组成的偏振器对替代，偏振器10和偏振器11的主轴与光轴重合，置于端面抛光的激光棒5和全反镜2之间；电光调Q晶体4置于偏振器10和11之间，其主轴与光轴重合。偏振方向互相垂直的偏振器10和偏振器11以及电光调Q晶体4控制腔内光的偏振态，使激光器输出调Q光脉冲；双台阶脉冲发生器9为电光调Q晶体4提供驱动电脉冲；在泵浦初期双台阶脉冲发生器9输出零电平，激光器工作于低Q值状态，无激光输出，直到泵浦后期双台阶脉冲发生器9再输出高于零电平的幅度可调电压，可调范围为四分之一波电压到二分之一波电压，并且该电压的持续时间在2-20us范围内可调，由激光器5的F-P效应和预激光的选模作用，这时激光腔内形成准稳态单纵模振荡，最后双台阶脉冲发生器9输出二分之一波电压，准稳态单纵模振荡被放大形成稳定的单纵模脉冲由1输出激光腔。
图3所示，本实用新型的实施例1和2采用的双台阶脉冲发生器的结构及连接关系是这样的同步装置8的触发脉冲经触发推动成型模块31加速整型，并产生一定推动功率后进入延时电路34，延迟宽度调节模块37和延时电路34相连接，延时电路34将延迟后的脉冲经触发放大隔离模块32-1和触发放大隔离模块32-2进行幅度放大后分别输入一台阶脉冲产生模块33和二台阶脉冲产生模块35，脉冲最后经与一台阶脉冲产生模块33和二台阶脉冲产生模块35相连接的输出电路36输出，输出电路36调整一台阶脉冲产生模块33和二台阶脉冲产生模块35高压脉冲产生电路各点电位，以保证每只场效应管在设定的电位上导通，高压电源38-1与一台阶脉冲产生模块33相连接，高压电源38-2与二台阶脉冲产生模块35相连接，以提供必要的高压驱动电源，幅度调节电路39与一台阶脉冲产生模块33和二台阶脉冲产生模块35相连接提供脉冲幅度控制。
在实施例1中由延时电路34送来的触发脉冲经放大后隔离后送入二台阶脉冲产生模块35触发第二级场效应管导通，产生第二个高压脉冲；延迟宽度调节模块37仅对二台阶脉冲产生作用；通过调节延迟宽度调节模块37的电位器可以控制延时电路34对外触发脉冲通过单稳态电路进行延时，从而产生所需的二台阶脉冲宽度；通过幅度调节电路39控制二台阶脉冲的幅度。
在实施例2中由延时电路34送来的触发脉冲经放大后隔离后送入二台阶脉冲产生35触发第二级场效应管导通，产生第二个高压脉冲；延迟宽度调节模块37仅对一台阶脉冲产生作用；通过调节延迟宽度调节模块37的电位器可以直接对外触发脉冲通过单稳态电路进行延时，从而产生所需的一台阶脉冲宽度；通过幅度调节电路39控制一台阶脉冲的幅度。
权利要求1.一种预激光电光调Q单纵模激光器，其特征在于包括同步装置(8)、提供驱动脉冲的双台阶脉冲发生器(9)、激光谐振腔、激光谐振腔内设置的电光调Q晶体(4)和薄膜偏振片(7)；激光谐振腔由输出耦合镜(1)、小孔(6)、激光二极管阵列(3)、端面抛光的激光棒(5)、全反镜(2)构成；薄膜偏振片(7)的通光方向与光轴成布儒斯特角，电光调Q晶体(4)的主轴与光轴重合，置于激光棒(5)和全反镜(2)之间；同步装置(8)通过电缆与激光二极管阵列(3)和双台阶脉冲发生器(9)相连接；双台阶脉冲发生器(9)通过电缆与电光调Q晶体(4)相连接。
2.根据权利1所述的预激光电光调Q单纵模激光器，其特征在于薄膜偏振片(7)采用偏振方向互相垂直的偏振器(10)和(11)组成的偏振器对替代，偏振器(10)和(11)的主轴与光轴重合，置于端面抛光的激光棒(5)和全反镜(2)之间；电光调Q晶体(4)置于偏振器(10)和(11)之间，其主轴与光轴重合。
3.根据权利1或2所述的预激光电光调Q单纵模激光器，其特征在于端面抛光的激光棒(5)采用Nd:YLF、Nd:YAG或Nd:YVO4。
4.根据权利1或2所述的预激光电光调Q单纵模激光器，其特征在于所述的电光调Q晶体(4)采用单级的或多级的KTP、KDP或KD*P。
5.根据权利1或2所述的预激光电光调Q单纵模激光器，其特征在于所述的双台阶脉冲发生器(9)由触发推动成型模块(31)、触发放大隔离模块一台阶脉冲产生模块(33)、延时电路(34)、二台阶脉冲产生模块(35)、输出电路(36)、延迟宽度调节模块(37)、高压电源(38)、幅度调节电路(39)构成；同步装置触发脉冲经触发推动成型模块(31)进入延时电路(34)，延迟宽度调节模块(37)和延时电路(34)相连接，延时电路(34)将延迟后的脉冲经触发放大隔离模块(32)分别输入一台阶脉冲产生模块(33)和二台阶脉冲产生模块(35)，脉冲最后经与一台阶脉冲产生模块(33)和二台阶脉冲产生模块(35)相连接的输出电路(36)输出，高压电源(38-1)和高压电源(38-2)分别与一台阶脉冲产生模块(33)和二台阶脉冲产生模块(35)相连接以提供必要的驱动电源，幅度调节电路(39)与一台阶脉冲产生模块(33)和二台阶脉冲产生模块(35)相连接以提供脉冲幅度控制。
专利摘要本实用新型涉及一种单纵模激光器，特别是涉及二极管泵浦的预激光调Q的单纵模激光器。本实用新型由激光谐振腔，偏振器，电光调Q晶体，激光二极管泵浦源构成。利用双台阶脉冲发生器为电光调Q晶体提供驱动电脉冲，通过调节双台阶脉冲发生器输出的第二台阶电压的幅度和持续时间，实现稳定的脉冲强度和宽度可调的稳定单纵模激光输出，长时间工作单纵模几率达100％。本实用新型结构紧凑，可以做成小型全固化的激光器。
文档编号H01S3/00GK2648644SQ0325311
公开日2004年10月13日 申请日期2003年9月27日 优先权日2003年9月27日
发明者隋展, 李明中, 林宏奂 申请人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心