单脉冲分束比可控电光调q脉冲激光器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器。包括激光产生单元、法拉第旋光器、偏振分束器以及控制单元；激光产生单元产生电光调Q激光脉冲；法拉第旋光器对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转；偏振分束器将电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲；控制单元与激光产生单元中的激光泵浦单元、电光调Q单元以及法拉第旋光器电连接。本发明实施例通过法拉第旋光器依据预定的分束比对各个电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，以改变电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器的透振方向之间的夹角，调整电光调Q激光脉冲分成的第一激光脉冲和第二激光脉冲的分束比，实现了对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
【专利说明】单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光器技术，尤其涉及一种单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器。
【背景技术】
[0002]调Q激光技术是将激光全部能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使激光器发光的峰值功率提高几个数量级的一种重要技术，电光调Q是利用某些晶体的电光效应做成电光调Q开关器件，具有开关时间短(约10_9S)，效率高，调Q时刻可以精确控制，输出脉冲宽度窄(10?20ns)，峰值功率高(几十丽以上)等优点，是目前应用广泛的一种调Q技术。
[0003]电光调Q激光器通常由全反射镜、λ/4波片、电光调Q晶体、偏振片、激光增益介质和输出镜组成，λ /4波片的作用是使调Q晶体不加电压时，激光器处于储能状态，当调Q晶体加上电压时，激光器输出电光调Q激光脉冲，如果不加λ /4波片，则与之相反，当调Q晶体上加电压时，激光器处于储能状态，当去掉电压时，电光调Q激光脉冲输出。
[0004]电光调Q激光器通常只输出一束包含若干电光调Q激光脉冲的激光束，在激光器的输出端采用分束器后可以形成两束激光，但两束激光的分束比是固定的，采用可调分束器，可以对两束激光的分束比进行调节，但这种调节是对激光束中的多个电光调Q激光脉冲一起进行调节，不能针对指定的电光调Q激光脉冲，更不能实现对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，以实现对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
[0006]本发明的一个方面是提供一种单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，包括:
[0007]激光产生单元，所述激光产生单元产生电光调Q激光脉冲；
[0008]法拉第旋光器，所述法拉第旋光器对所述电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转；
[0009]偏振分束器，所述偏振分束器将所述电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲；
[0010]控制单元，所述控制单元与所述激光产生单元中的激光泵浦单元、电光调Q单元以及所述法拉第旋光器电连接，所述控制单元控制所述激光泵浦单元、所述电光调Q单元以及所述法拉第旋光器的工作状态，以使所述法拉第旋光器依据第一分束比对各所述电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，所述角度决定经所述法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与所述偏振分束器的透振方向之间的夹角，所述夹角决定所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲的第二分束比。
[0011]本发明的另一个方面是提供一种电光调Q激光脉冲分束比控制方法，包括:
[0012]法拉第旋光器接收激光产生单元产生的电光调Q激光脉冲；
[0013]所述法拉第旋光器通过控制单元的控制信号依据第一分束比对各所述电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度；
[0014]所述法拉第旋光器将偏振方向进行旋转后的电光调Q激光脉冲发送给偏振分束器，以使所述偏振分束器将所述电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲；
[0015]其中，所述角度决定经所述法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与所述偏振分束器的透振方向之间的夹角，所述夹角决定所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲的第二分束比。
[0016]本发明实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，通过控制单元控制激光泵浦单元、电光调Q单元以及法拉第旋光器的工作状态，使法拉第旋光器依据预定的分束比对各个电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，以改变经所述法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与所述偏振分束器的透振方向之间的夹角，从而调整电光调Q激光脉冲经过偏振分束器分成的第一激光脉冲和第二激光脉冲的分束比，实现了对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构框图；
[0018]图2为本发明实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器详细结构图；
[0019]图3为本发明实施例提供的法拉第旋光器的结构图；
[0020]图4为本发明实施例提供的电光调Q脉冲激光器输出的两束分束比可控电光调Q激光脉冲；
[0021]图5为本发明实施例提供的用户参数设置方法的流程图；
[0022]图6为本发明另一实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构图；
[0023]图7为本发明另一实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构图；
[0024]图8为本发明实施例提供的电光调Q激光脉冲分束比控制方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]图1为本发明实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构框图。如图1所示，单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器100包括激光产生单元21、法拉第旋光器7、偏振分束器8和控制单兀11,其中，激光产生单兀21产生电光调Q激光脉冲；法拉第旋光器7对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转；偏振分束器8将电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲；控制单元11与激光产生单元21中的激光泵浦单元51、电光调Q单元3和法拉第旋光器7电连接，控制单元11控制激光泵浦单元51、电光调Q单兀3和法拉第旋光器7的工作状态，以使法拉第旋光器7依据第一分束比对各电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，角度决定经法拉第旋光器7后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器8的透振方向之间的夹角，夹角决定第一激光脉冲和第二激光脉冲的第二分束比。
[0026]对于激光产生单元21发射的每个电光调Q激光脉冲，通过控制法拉第旋光器7，根据预先设定的第一分束比，改变经法拉第旋光器7后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器8的透振方向之间的夹角，使偏振分束器8将通过法拉第旋转器7的电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲，二者的光强比满足预设分束比的要求，即第二分束比等于第一分束比。
[0027]本发明实施例通过控制单元控制激光泵浦单元、电光调Q单元以及法拉第旋光器的工作状态，使法拉第旋光器依据预定的分束比对各个电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，以改变经法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器的透振方向之间的夹角，从而调整电光调Q激光脉冲经过偏振分束器分成的第一激光脉冲和第二激光脉冲的分束比，实现了对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
[0028]图2为本发明实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器详细结构图。图3为本发明实施例提供的法拉第旋光器的结构图。在图1的基础上，激光产生单元21、法拉第旋光器7以及偏振分束器8共轴依次放置。
[0029]法拉第旋光器7包括电磁线圈18和法拉第旋光晶体17，电磁线圈18绕置在法拉第旋光晶体17外面，电磁线圈18中有电流流过时产生磁场，法拉第旋光晶体17通过磁场对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转。
[0030]控制单元11中包括激光泵浦控制单元15、法拉第旋光器控制单元16、调Q控制单元14、用户操作单元12和处理器13，其中，激光泵浦控制单元15与激光泵浦单元51电连接，激光泵浦控制单元15控制激光泵浦单元51中激光泵浦的作用时间和作用强度；法拉第旋光器控制单元16与电磁线圈18电连接，法拉第旋光器控制单元16控制流过电磁线圈18的电流；调0控制单元14与电光调Q单元3电连接，调Q控制单元14控制加在电光调Q单元3中电光调Q晶体上的电压；用户操作单元12接收用户输入的设置参数，设置参数包括第一分束比；处理器13与用户操作单元12、激光泵浦控制单元15、法拉第旋光器控制单元16和调Q控制单元14分别电连接，处理器13将设置参数转换为控制信号，并将控制信号发送给激光泵浦控制单元15、法拉第旋光器控制单元16和调Q控制单元14。
[0031]图2所示是单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器100详细结构图，单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器100具体包括全反射镜1，λ /4波片2，电光调Q单元3，偏振片4,激光增益介质5,激光泵浦单兀51,输出镜6,法拉第旋光器7,偏振分束器8,用户操作单元12，处理器13，调Q控制单元14，激光泵浦控制单元15，法拉第旋光器控制单元16。
[0032]其中，全反射镜I和输出镜6构成了电光调Q脉冲激光器的谐振腔，和λ /4波片2、电光调Q单元3、偏振片4、激光增益介质5以及激光泵浦单元51 —起组成了激光产生单兀21,电光调Q激光脉冲通过输出镜6输出，电光调Q激光脉冲的偏振方向和偏振片4的偏振方向相同；用户操作单元12，处理器13，调Q控制单元14，激光泵浦控制单元15和法拉第旋光器控制单元16构成了控制单元11。用户操作单元12接收用户输入的设置参数，处理器13与用户操作单元12、法拉第旋光器控制单元16、调Q控制单元14和激光泵浦控制单元15分别电连接，处理器13将设置参数转换为控制信号，并将控制信号发送给法拉第旋光器控制单元16、调Q控制单元14和激光泵浦控制单元15。
[0033]调Q控制单元14与激光产生单元21内的电光调Q单元3电连接，控制加在电光调Q晶体上的电压，激光泵浦控制单元15与激光产生单元21内的激光泵浦单元51电连接，控制激光增益介质5存储能量或释放能量。
[0034]另外，9、10分别为依据预设分束比输出的第一脉冲激光束9和第二脉冲激光束10。偏光分束器8的透振方向与偏振片4的偏振方向相互平行或垂直,若法拉第旋光器7上不加电，当二者相互平行时，则由输出镜输出的电光调Q激光脉冲经偏光分束器8后主要透射输出，光束9达到最强，光束10达到最弱，相反，若二者相互垂直，光束9达到最弱，光束10达到最强。
[0035]电光调Q单元3加电压后，调Q开关打开，由全反射镜I和输出镜6组成的谐振腔内产生激光振荡，通过输出镜6输出电光调Q激光脉冲，电光调Q激光脉冲经过法拉第旋光器7时,法拉第旋光器7使电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转角度θ，Θ与光束9和光束10的光强度有关，具体为当偏光分束器8的透振方向与偏振片4平行，即偏振分束器8的透振方向和激光产生单兀输出的电光调Q激光脉冲的偏振方向相同时，光束9和光束10的强度分别为:
[0036]I9 = 10Cos2 Θ (I)
[0037]I10 = 10Sin2 Θ (2)
[0038]式中，Itl表不电光调Q激光脉冲的强度，I9表不第一脉冲激光束9的光强度,I1(!表不第二脉冲激光束10的光强度。
[0039]若偏振分束器8的透振方向与偏振片4的透振方向相互垂直，即偏振分束器8的透振方向和激光产生单兀输出的电光调Q激光脉冲的偏振方向垂直时，光束9和光束10的强度分别满足:
[0040]I9 = 10Sin2 Θ (3)
[0041]I10 = 10Cos2 Θ (4)
[0042]激光束9和激光束10的分束比是二者的光强度之比，即19/11(|，则改变Θ便可以改变第一脉冲激光束9和第二脉冲激光束10的分束比。
[0043]如图3所示，法拉第旋光器7包括电磁线圈18和法拉第旋光晶体17，电磁线圈18绕置在法拉第旋光晶体17外面，电磁线圈18中有电流流过时产生磁场，法拉第旋光晶体17通过磁场对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转，19,20是电磁线圈18的接线端。图2所示的法拉第旋光器控制单元16与电磁线圈18电连接，法拉第旋光器控制单元16控制流过电磁线圈18的电流。
[0044]激光增益机构采用LD侧面泵浦Nd: YAG的结构，激光泵浦控制单元15通过控制激光泵浦单元51中LD的电流实现对激光增益介质Nd: YAG储存和释放能量时间，以及储能多少的控制，进而影响调Q脉冲输出能量的大小以及转换效率，本实施例中，通过控制激光增益单元5中LD的电流使得激光器输出的总单脉冲能量较大，并且激光器具有较高的转换效率。
[0045]法拉第旋光器控制单元16负责按照用户的要求控制电磁线圈18中的电流，即电磁线圈18中按用户需求加不同电流，另外法拉第旋光器控制单元16与调Q控制单元14，激光增益控制单元15协调工作，实现对每个电光调Q激光脉冲的分束比进行调控。
[0046]本发明实施例通过法拉第旋光器依据预设的第一分束比，对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转，旋转角度确定了电光调Q激光脉冲被分成的两个激光脉冲的分束比，即第二分束比，使第一分束比和第二分束比相等，对于不同的电光调Q激光脉冲改变旋转角度即可改变分束比，从而实现了针对激光束中的单个电光调Q激光脉冲进行分束比调节。
[0047]在上述实施例的基础上,激光产生单兀21输出的电光调Q激光脉冲的偏振方向和偏振分束器8的透振方向相同或相互垂直。
[0048]偏振分束器8为镀介质膜偏光分束镜或偏光分束棱镜。
[0049]偏光分束棱镜为格兰棱镜、平行分束偏光棱镜或沃拉斯顿棱镜。
[0050]处理器13为单片机或ARM。
[0051]图4为本发明实施例提供的电光调Q脉冲激光器输出的两束分束比可控电光调Q激光脉冲。如图4所示，为本发明实施例提供的电光调Q脉冲激光器输出的电光调Q激光脉冲的两束分束比可控电光调Q激光脉冲示意图，图中横坐标为时间t，纵坐标为电光调Q激光脉冲的峰值光强，与脉冲激光峰值功率的定义类似，脉冲光强定义为光强在脉冲时间宽度内的平均值。
[0052]图5为本发明实施例提供的用户参数设置方法的流程图。用户操作单元12提供人机接口，用户首先设定电光调Q激光器每次发射电光调Q激光脉冲的个数，然后为每个电光调Q激光脉冲设定第一分束比，接下来选择是否要求激光器多次循环发射电光调Q激光脉冲，如果不是，则单次发射，就只发射一次电光调Q激光脉冲，如果选择多次循环发射，则需要进一步指出是否为有限次循环，如果不是有限次循环，则按“开始”按钮后，激光开始按用户设定的分束比循环发射电光调Q激光脉冲，当用户按“停止”按钮后结束发射；如果选择有限次循环，则设定循环发射的次数，然后按照设定的次数循环发射电光调Q激光脉冲。
[0053]用户通过用户操作单元12设定好参数后，交由处理器13处理，处理器13可以采用单片机或ARM，对用户设定的参数进行处理，转换为调Q、激光泵浦、以及法拉第旋光控制信号，分别送给调Q控制单元14，激光泵浦控制单元15，以及法拉第旋光器控制单元16，并控制它们协同工作。
[0054]本发明实施例通过电光调Q脉冲激光器的控制单元接收用户的配置参数，并依据配置参数控制调Q控制单元、激光泵浦控制单元，以及法拉第旋光器控制单元，实现了对单个电光调Q脉冲激光器的分束比进行自动控制，提供了工作效率。
[0055]在上述实施例中，调Q控制单元14通过控制电光调Q单元3上的电压实现对激光谐振腔内损耗的控制，电光调Q单元3中的电光调Q晶体采用铌酸锂晶体，以加横向电压的方式进行工作，所加电场方向和偏振片4的偏振方向之间的夹角为45°，当在电光调Q晶体3两端施加电压时,其等效为一个λ /4波片，快轴方向与偏振片4的偏振方向的夹角为45。。
[0056]当电光调Q单元3不加电压时，电光调Q晶体对于水平方向的光相当于各向同性介质，对光的偏振状态不产生影响，如图2所示，水平方向向左传播的光经偏振片4后变成振动方向平行于纸面的线偏振光，λ/4波片2的光轴方向和偏振片4的透光方向的夹角为45°，线偏振光经过λ/4波片2后变为圆偏振光，经全反射镜I反射光仍是圆偏振光，只不过光矢量的旋转方向与入射圆偏振光相反，如果入射圆偏振光为左旋圆偏振光，那么，反射光为右旋圆偏振光，如果入射光为右旋圆偏振光，则反射光为左旋圆偏振光，经λ/4波片2后，圆偏振光转变为线偏振光，但线偏振光的偏振方向与纸面垂直，不能通过偏振片4，而是被反射出激光谐振腔外，谐振腔的损耗很大，Q值低，振荡阈值高，激光器不能起振，在泵浦脉冲的作用下，激光增益介质5处于储能状态。
[0057]当电光调Q单元3加上电压时，电光调Q晶体相当于一个λ /4波片，当其快轴与入/4波片2的快轴重合时，二者共同作用的结果相当于一个λ/2波片，由于这个λ/2波片的光轴和偏振片4的透光方向呈45°夹角，因此,经偏振片4向左传播的线偏振光经过电光调Q晶体和λ/4波片2后，仍为线偏振光，但偏振方向旋转了 90°，即垂直于纸面，经全反射镜I反射后，仍为线偏振光，偏振方向垂直于纸面，再经过λ /4波片2和电光调Q晶体后，仍为线偏振光，且偏振面向回转90° ,振动方向和偏振片4的通光方向一致,因此,光能够顺利的通过偏振片4，谐振腔的损耗突然降低，Q值突然升高，激光器的出光阈值也相应的急速下降，激光振荡在谐振腔内迅速生成，并通过输出镜6输出电光调Q激光脉冲。当电光调Q晶体加电压，感应形成的λ /4波片的快轴正好和λ /4波片2的慢轴重合，则加电压的电光调Q晶体和λ /4波片2对水平方向传输的偏振光的作用相互抵消,相当于各向同性介质，对光的偏振态不产生任何影响，经偏振片4向左传播的线偏振光,其偏振方向在纸面内，经λ /4波片2和电光调Q晶体后，仍然为线偏振光，且偏振面仍然位于纸面内，经全反射镜I反射后，向右传播的反射光依然是偏振方向平行于纸面的线偏振光，经电光调Q晶体和λ /4波片2后，偏振方面不受影响，和偏振片4的透光方向一致，光可以顺利通过，谐振腔的损耗突然降低，Q值升高，激光器出光阈值降低，电光调Q激光脉冲迅速形成并通过输出镜6输出。
[0058]可见，当电光调Q晶体3加电压后，无论感应形成的λ/4波片的快轴和λ/4波片2的慢轴重合还是垂直，均能起到电光调Q的作用。
[0059]图6为本发明另一实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构图。如图6所示，在图2的基础上，将偏振分束器8替换为平行分束偏光镜81，激光束9和激光束10的传播方向一致，均与激光器光轴方向平行。
[0060]图7为本发明另一实施例提供的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器结构图。如图7所示，在图2的基础上，将偏振分束器8替换为沃拉斯顿棱镜82，激光束9和激光束10的传播方向成一定夹角，均不与激光器光轴平行。
[0061]图8为本发明实施例提供的电光调Q激光脉冲分束比控制方法流程图。本发明实施例针对单一电光调Q激光脉冲分束比进行控制，如图8所示，具体步骤如下:
[0062]步骤S801、法拉第旋光器接收激光产生单元产生的电光调Q激光脉冲；
[0063]如图1所示，激光产生单元21产生电光调Q激光脉冲，法拉第旋光器7接收激光产生单元21产生的电光调Q激光脉冲.
[0064]步骤S802、法拉第旋光器通过控制单元的控制信号依据第一分束比对各电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度；
[0065]控制单元11与激光产生单元21中的激光泵浦单元51、电光调Q单元3和法拉第旋光器7电连接，控制单元11控制激光泵浦单元51、电光调Q单元3和法拉第旋光器7的工作状态，以使法拉第旋光器7依据第一分束比对各电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度。
[0066]步骤S803、法拉第旋光器将偏振方向进行旋转后的电光调Q激光脉冲发送给偏振分束器，以使偏振分束器将电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲；
[0067]其中，角度决定经法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器的透振方向之间的夹角，夹角决定第一激光脉冲和第二激光脉冲的第二分束比。
[0068]对于激光产生单元21发射的每个电光调Q激光脉冲，通过控制法拉第旋光器7，根据预先设定的分束比，改变经法拉第旋光器7后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器8的透振方向之间的夹角，使偏振分束器8将通过法拉第旋转器7的电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲，二者的光强比满足预设分束比的要求。
[0069]本发明实施例通过控制单元控制激光泵浦单元、电光调Q单元以及法拉第旋光器的工作状态，使法拉第旋光器依据预定的分束比对各个电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，以改变经法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器的透振方向之间的夹角，从而调整电光调Q激光脉冲经过偏振分束器分成的第一激光脉冲和第二激光脉冲的分束比，实现了对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制。
[0070]在上述实施例的基础上，法拉第旋光器包括电磁线圈和法拉第旋光晶体，方法还包括:电磁线圈中有电流流过时产生磁场，法拉第旋光晶体通过磁场对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转。
[0071]如图3所示，法拉第旋光器7包括电磁线圈18和法拉第旋光晶体17，电磁线圈18绕置在法拉第旋光晶体17外面，电磁线圈18中有电流流过时产生磁场，法拉第旋光晶体17通过磁场对电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转，19、20是电磁线圈18的接线端。图2所示的法拉第旋光器控制单元16与电磁线圈18电连接，法拉第旋光器控制单元16控制流过电磁线圈18的电流。法拉第旋光器控制单元16负责按照用户的要求控制电磁线圈18中的电流，即电磁线圈18中按用户需求加不同电流，另外法拉第旋光器控制单元16与调Q控制单元14，激光增益控制单元15协调工作，实现对每个电光调Q激光脉冲的分束比进行调控。
[0072]控制单元包括激光泵浦控制单元、法拉第旋光器控制单元、调Q控制单元、用户操作单元和处理器，方法还包括:用户操作单元接收用户输入的设置参数；处理器将设置参数转换为控制信号，并将控制信号发送给激光泵浦控制单元、法拉第旋光器控制单元和调Q控制单元；激光泵浦控制单元依据控制信号控制单元控制激光泵浦单元中激光泵浦的作用时间和作用强度；法拉第旋光器控制单元依据控制信号控制单元控制流过电磁线圈的电流；调Q控制单元依据控制信号控制加在电光调Q单元中电光调Q晶体上的电压。
[0073]如图2所示，单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器100具体包括全反射镜1，入/4波片2,电光调Q单兀3,偏振片4,激光增益介质5,激光泵浦单兀51,输出镜6,法拉第旋光器7，偏振分束器8，用户操作单元12，处理器13，调Q控制单元14，激光泵浦控制单元15,法拉第旋光器控制单兀16。
[0074]其中，全反射镜I和输出镜6构成了电光调Q脉冲激光器的谐振腔，和λ/4波片2、电光调Q单元3、偏振片4、激光增益介质5以及激光泵浦单元51 —起组成了激光产生单兀21,电光调Q激光脉冲通过输出镜6输出，电光调Q激光脉冲的偏振方向和偏振片4的偏振方向相同；用户操作单元12，处理器13，调Q控制单元14，激光泵浦控制单元15和法拉第旋光器控制单元16构成了控制单元11。用户操作单元12接收用户输入的设置参数，处理器13与用户操作单元12、法拉第旋光器控制单元16、调Q控制单元14和激光泵浦控制单元15分别电连接，处理器13将设置参数转换为控制信号，并将控制信号发送给法拉第旋光器控制单元16、调Q控制单元14和激光泵浦控制单元15。
[0075]调Q控制单元14与激光产生单元21内的电光调Q单元3电连接，控制加在电光调Q晶体上的电压，激光泵浦控制单元15与激光产生单元21内的激光泵浦单元51电连接，控制激光增益介质5存储能量或释放能量。
[0076]所述用户操作单元接收用户输入的设置参数包括:所述用户操作单元接收用户设定的单脉冲分束比可控电光调Q激光器每次发射所述电光调Q激光脉冲的个数以及每个所述电光调Q激光脉冲的第一分束比。
[0077]所述用户操作单元接收用户输入的设置参数包括:所述用户操作单元接收用户设置的单脉冲分束比可控电光调Q激光器单次发射或多次循环发射所述电光调Q激光脉冲的发射模式。
[0078]用户通过用户操作单元进行参数设置的过程与图5所示的方法流程一致，此处不再赘述。
[0079]综上所述，本发明实施例通过控制单元控制激光泵浦单元、电光调Q单元以及法拉第旋光器的工作状态，使法拉第旋光器依据预定的分束比对各个电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，以改变经法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与偏振分束器的透振方向之间的夹角，从而调整电光调Q激光脉冲经过偏振分束器分成的第一激光脉冲和第二激光脉冲的分束比，实现了对单一电光调Q激光脉冲分束比的控制；通过电光调Q脉冲激光器的控制器接收用户的配置参数，并依据配置参数控制调Q控制单元、激光泵浦控制单元，以及法拉第旋光器控制单元，实现了单个电光调Q脉冲激光器对分束比的自动控制，提高了工作效率。
[0080]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0081]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，其特征在于，包括: 激光产生单元，所述激光产生单元产生电光调Q激光脉冲； 法拉第旋光器，所述法拉第旋光器对所述电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转； 偏振分束器，所述偏振分束器将所述电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲； 控制单元，所述控制单元与所述激光产生单元中的激光泵浦单元、电光调Q单元以及所述法拉第旋光器电连接，所述控制单元控制所述激光泵浦单元、所述电光调Q单元以及所述法拉第旋光器的工作状态，以使所述法拉第旋光器依据第一分束比对各所述电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度，所述角度决定经所述法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与所述偏振分束器的透振方向之间的夹角，所述夹角决定所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲的第二分束比。
2.根据权利要求1所述的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述激光产生单元、所述法拉第旋光器以及所述偏振分束器共轴依次放置。
3.根据权利要求2所述的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述法拉第旋光器包括电磁线圈和法拉第旋光晶体，所述电磁线圈绕置在所述法拉第旋光晶体外面，所述电磁线圈中有电流流过时产生磁场，所述法拉第旋光晶体通过所述磁场对所述电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转。
4.根据权利要求1-3任一项所述的单脉冲分束比可控电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述控制单元中包括: 激光泵浦控制单元，与所述激光泵浦单元电连接，所述激光泵浦控制单元控制所述激光泵浦单元中激光泵浦的作用时间和作用强度； 法拉第旋光器控制单元，与所述电磁线圈电连接，所述法拉第旋光器控制单元控制流过所述电磁线圈的电流； 调Q控制单元，与所述电光调Q单元电连接，所述调Q控制单元控制加在所述电光调Q单元中电光调Q晶体上的电压； 用户操作单元，接收用户输入的设置参数，所述设置参数包括所述第一分束比； 处理器，与所述用户操作单元、所述激光泵浦控制单元、所述法拉第旋光器控制单元和所述调Q控制单元分别电连接，所述处理器将所述设置参数转换为控制信号，并将所述控制信号发送给所述激光泵浦控制单元、所述法拉第旋光器控制单元和所述调Q控制单元。
5.根据权利要求4所述的单脉冲分束比可控电光调Q激光器，其特征在于，所述激光产生单兀输出的电光调Q激光脉冲的偏振方向和所述偏振分束器的透振方向相同或相互垂直。
6.根据权利要求5所述的单脉冲分束比可控电光调Q激光器，其特征在于，所述偏振分束器为镀介质膜偏光分束镜或偏光分束棱镜。
7.根据权利要求6所述的单脉冲分束比可控电光调Q激光器，其特征在于，所述偏光分束棱镜为格兰棱镜、平行分束偏光棱镜或沃拉斯顿棱镜。
8.根据权利要求5所述的单脉冲分束比可控电光调Q激光器，其特征在于，所述处理器为单片机或ARM。
9.一种电光调Q激光脉冲分束比控制方法，其特征在于，包括: 法拉第旋光器接收激光产生单元产生的电光调Q激光脉冲； 所述法拉第旋光器通过控制单元的控制信号依据第一分束比对各所述电光调Q激光脉冲的偏振方向旋转不同的角度； 所述法拉第旋光器将偏振方向进行旋转后的电光调Q激光脉冲发送给偏振分束器，以使所述偏振分束器将所述电光调Q激光脉冲分成第一激光脉冲和第二激光脉冲； 其中，所述角度决定经所述法拉第旋光器后的电光调Q激光脉冲的偏振方向与所述偏振分束器的透振方向之间的夹角，所述夹角决定所述第一激光脉冲和所述第二激光脉冲的第二分束比。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述法拉第旋光器包括电磁线圈和法拉第旋光晶体，所述方法还包括: 所述电磁线圈中有电流流过时产生磁场，所述法拉第旋光晶体通过所述磁场对所述电光调Q激光脉冲的偏振方向进行旋转。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制单元包括激光泵浦控制单元、法拉第旋光器控制单元、调Q控制单元、用户操作单元和处理器，所述方法还包括: 所述用户操作单元接收用户输入的设置参数，所述设置参数包括所述第一分束比； 所述处理器将所述设置参数转换为控制信号，并将所述控制信号发送给所述激光泵浦控制单元、所述法拉第旋光器控制单元和所述调Q控制单元； 所述激光泵浦控制单元依据所述控制信号控制单元控制所述激光泵浦单元中激光泵浦的作用时间和作用强度； 所述法拉第旋光器控制单元依据所述控制信号控制单元控制流过所述电磁线圈的电流； 所述调Q控制单元依据所述控制信号控制加在所述电光调Q单元中电光调Q晶体上的电压。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述用户操作单元接收用户输入的设置参数包括: 所述用户操作单元接收用户设定的单脉冲分束比可控电光调Q激光器每次发射所述电光调Q激光脉冲的个数以及每个所述电光调Q激光脉冲的所述第一分束比。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述用户操作单元接收用户输入的设置参数包括: 所述用户操作单元接收用户设置的单脉冲分束比可控电光调Q激光器单次发射或多次循环发射所述电光调Q激光脉冲的发射模式。
【文档编号】H01S3/115GK104269729SQ201410458034
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】王涛, 张玉莹, 陆耀东, 张强, 徐磊, 陈彬彬, 任奕奕 申请人:北京光电技术研究所