一种功能复合电光Q开关的制作方法
本发明涉及激光器件领域，特别涉及一种功能复合电光q开关。
背景技术：
调q技术是目前获得窄脉冲宽度、高峰值功率激光最常用的方式之一，它是指通过某种方法使腔的q值按一定的程序变化，在泵浦刚开始时，使腔处于低q值状态，即腔内损耗较大，无法形成激光振荡，此时激光介质中的上能级反转粒子数不断积累，当积累到最大值时，使腔的q值突然增至最大，即损耗减为最小，此时激光振荡迅速建立起来，并在短时间内迅速消耗掉上能级反转粒子数，转化为激光能量输出。目前主要有电光调q、声光调q、被动调q、机械调q等技术。
在所有的调q技术中，电光调q作为一种主动调q技术，开关速率较高，易于获得较窄的脉冲宽度，并且激光器和其它联动仪器之间容易实现高精度同步，因此获得了广泛的应用。电光调q利用电光晶体的电光效应，通过在晶体上施加阶跃式电压，改变激光通过电光晶体后的偏振状态，配合偏振元件，实现激光腔的低q值和高q值状态。
电光调q通常有两种工作方式：加压式和退压式。加压式是指，当在晶体上施加电压时，q开关处于打开状态，即腔处于高q值状态，撤掉电压后，腔变为低q值状态，退压式反之。对于传统的电光q开关，通常沿光轴方向通光或者采用两块晶体配对来补偿自然双折射，因此无施加电压时，激光通过电光q开关后偏振状态不会发生变化。要实现加压式电光调q，腔内必须插入检偏镜或者1/4波片，这样一方面增大了插入损耗，不利于激光器的紧凑性和稳定性；另一方面，波片受温度和应力影响较大，从而增加了装调难度，而且成本也较高。退压式调q虽然不需要额外使用偏振元件，但晶体上施加高压时间较长，不仅对电光调q驱动源提出了较高的要求，而且将缩短q开关的工作寿命。
技术实现要素：
本发明目的是获得—种既能够进行加压式电光调q，又无需额外使用光学偏振元件的电光q开关。
本发明提供的功能复合电光q开关，技术方案如下：
电光晶体采用特殊角度切割，切型为
本发明的优点在于：结合了现有的加压式和退压式电光调q技术的优点，避免了它们的缺点。既能够进行加压式电光调q，又无需使用1/4波片或者检偏镜等偏振元件，这样一方面保留了加压式电光调q技术对调q驱动源要求低、电光q开关工作寿命长等优点，另一方面又避免了由于波片受温度和应力影响大而导致的装调难度大、激光系统不易稳定等问题，有利于提高激光器的紧凑性和稳定性，而且降低了成本。
附图说明
图1为本发明—种功能复合电光q开关的结构示意图。图中x、y、z轴代表电光晶体的各晶轴。
具体实施方式
实施例：
采用linbo3晶体制备功能复合电光q开关，设计q开关的尺寸为9mm×9mm×18.8mm，应用于激光波长为1064nm的激光器。由公式
应用时，通过偏振镜的激光垂直于晶体端面入射，偏振镜的透振方向与linbo3晶体的x轴或y轴平行。从图1可以看出，激光传播方向与晶体光轴的夹角为θ，即1.7°，其在xoy面的投影与x轴的夹角为45°。
不加电压时，激光通过晶体后由自然双折射产生的相位差为5π/2，本征偏振方向与起偏方向的夹角为45°，激光由全反镜反射后，再次通过电光晶体产生5π/2的相位差，因此总的相位差为5π，此时激光偏振方向相对原偏振方向旋转90°，无法通过偏振镜，q开关处于关断状态，腔损耗最大，q值最低。
当在晶体上施加1/4波电压时，激光通过晶体后产生的相位差变为3π，往返两次通过晶体后产生的总相位差为6π，此时激光偏振方向和原偏振方向相同，可以通过偏振镜，q开关处于打开状态，腔损耗最小，q值最高。
将此电光q开关应用在nd：yag激光器中，实现了独立进行加压式电光调q的目的。1/4波电压为2200v，重复频率为10hz时，单脉冲输出能量为200mj，脉冲宽度为7ns。
技术特征：
技术总结
本发明公开一种功能复合电光Q开关，属于晶体材料在光电技术领域中的应用。本发明是由一块KDP类晶体或者LiNbO3晶体按照一定的设计切型制成的一种功能复合电光Q开关器件。它利用了电光晶体的自然双折射效应和电光效应，可以同时起到1/4波片和传统电光Q开关的作用，能够独立地进行加压式电光调Q。本发明的优点在于：加压式调Q时无需再使用1/4波片或者检偏镜，装调简单方便，有利于提高激光器的紧凑性和稳定性，并且降低了成本。
技术研发人员：孙军;许京军;张玲;商继芳
受保护的技术使用者：南开大学
技术研发日：2018.06.15
技术公布日：2018.11.06
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