本发明属于激光器领域，更具体地讲，涉及一种用于产生皮秒脉冲及重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器。
背景技术：
在超短超快皮秒激光器已经广泛的应用在精细加工，生物科学，高精度激光测距等领域。由于皮秒激光脉冲短，与物质作用时间也特别短，与物质的热产生速率相一致，这样当皮秒激光作用在物质上，物质还未来得及产生热，激光将不作用在物质上，使得物质上产生不了热量，物质材料由于没有热的积累，也就没有了热应力等作用力，使得物质材料在皮秒激光的作用下物质不会因热效率发生变形、烧蚀等变化，保证了物质材料的本性特征。由此，皮秒激光器广泛的作用在精细加工，特别是目前随着智能终端的小型化、普及化，皮秒激光已经广泛的应用在手机壳，按纹，Logo等制作工艺中。皮秒脉冲由于脉冲短，在激光测距中探测器探测到激光的光子持续时间也就越短，测距的时间间隔误差也越小，这样测距精度也就越高，特别是在超远距离的激光测距中，能够对目标获得很高的测量精度。卫星激光测距中已经普遍采用皮秒激光进行测距，对于轨道高度4万公里的卫星，其测量精度已经达到了1~2cm, 即4万公里的测量中，误差仅为1~2cm.
目前皮秒激光的获得通常采用锁模技术，将半导体可饱和吸收镜（SESAM）与锁模谐振腔相结合在一定的泵浦下获得锁模皮秒激光,并采用直通式的电光脉冲选择器进行脉冲选择。发明专利CN201210292371.2《一种用于输出锁模皮秒激光的谐振腔及锁模皮秒激光器》中，采用平凹镜中的一个作为耦合输出镜，平凹镜在半导体饱和吸收体与激光晶体之间，即输出镜放置锁模谐振腔中间，输出两路锁模光，这样两路锁模光一般只使用一路锁模光，使得另一路输出光浪费。一般直通式的电光脉冲选择器，对电光晶体所加的高压为二分之一波长的电压，高压高达几千伏，对电磁干扰比较明显，对高压模块，电子电路的要求严格。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，采用四分之一波片与偏振片组成输出率可调节单路输出锁模谐振腔的输出镜，获得纳焦耳能量可调的锁模单路脉冲输出，同时采用反射式电光脉冲选择器，有效的降低了电光晶体的高压，经倍频晶体进行频率转换获得双波长纳焦耳皮秒脉冲激光。
本发明采用技术方案如下：
一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，包括单路输出锁模谐振腔，脉冲探测组件，45°反射导光镜，光隔离器，反射式电光脉冲选择器，倍频晶体，波长分光镜与45°反射镜；其特征在于，单路输出锁模谐振腔输出高重复频率、脉冲能量纳焦耳的锁模皮秒脉冲序列，由反射式脉冲选择器实现对锁模皮秒脉冲的选择输出，获得重复频率可调的皮秒脉冲输出，经倍频晶体进行频率转换获得双波长纳焦耳皮秒脉冲激光。由此，本发明采用四分之一波片与偏振片组成输出率可调节的单路输出锁模谐振腔输出镜，获得纳焦耳能量可调的锁模单路输出，同时采用反射式电光脉冲选择器，有效的降低了电光晶体的高压，并使用发射角可调谐镜满足所需激光发散角的要求。
优选地，所述单路输出锁模谐振腔，由增益泵浦模块，第一0°全反镜，第一凹反镜，第一45°反射镜，第一四分之一波片，第一偏振片，第二凹反镜，第二0°全反镜，锁模饱和吸收体依次排布组成。
优选地，所述单路输出锁模谐振腔的谐振腔腔长为所述激光晶体（143）左侧端面至所述第一0°全反镜，所述第一0°全反镜至所述第一凹反镜，所述第一凹反镜至所述第一45°反射镜，所述第一45°反射镜至所述第一偏振片，所述第一偏振片至所述第二0°全反镜，所述第二0°全反镜至所述第二凹反镜及所述第二凹反镜至所述锁模饱和吸收体共7段光程距离之和。
优选地，所述7段光程距离之和为1.5m~1.8m。
优选地，在所述单路输出锁模谐振腔中采用谐振腔软件分析，所述增益泵浦模块，所述第一凹反镜，所述第二凹反镜与所述锁模饱和吸收体构成稳定的激光谐振腔，所述第一凹反镜的曲率为300mm,所述第二凹反镜的曲率为350mm。
优选地，所述锁模饱和吸收体可为半导体可饱和吸收体（SESAM），碳纳米管，基于石墨烯等锁模饱和吸收材料。
优选地，所述第一四分之一波片与所述第一偏振片组成可调谐输出镜，输出率范围为0~100%。
优选地，所述脉冲探测组件由所述第二45°反射镜与所述PIN光电管组成，所述45°反射镜将锁模脉冲反射至所述PIN光电管，实现对锁模脉冲的探测。
优选地，所述45°反射导光镜由第三45°反射镜与第四45°反射镜组成，实现对锁模输出脉冲光路的调节。
优选地，所述光隔离器由法拉第旋转器与二分之一波片组成，同一偏振光从光隔离器不同端导入，另一端输出的偏振态不同。
优选地，所述法拉第旋转器的通光口径为3~5mm。
优选地，所述反射式电光脉冲选择器由第二偏振片，第二四分之一波片，普克盒，发散角调谐镜组成，实现对锁模脉冲的选择输出以及发散角的调节。
优选地，所述普克盒的通光口径为2~4mm, 可采用KDP, BBO等类型的电光晶体，所加的电光高压为对应晶体的四分之一波长高压，脉冲选择输出频率由加载在普克盒上的高压频率决定。
优选地，所述发散角调谐镜，可以为凹反镜，0°反射镜，凸反镜，实现对光束发散角的调节。
优选地，所述倍频晶体的通光口径为2~4mm, 可采用KDP，KTP，LBO，PPLN等多种倍频晶体。
优选地，所述波长分光镜可实现对一个波长的高透，另外一个波长的高反。
优选地，所述单路输出锁模谐振腔，所述脉冲探测组件，所述45°反射导光镜，所述光隔离器，所述反射式电光脉冲选择器，所述倍频晶体与所述45°反射镜均镀有与激光光波段相一致的高透膜或高反膜。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
（1）本发明提供一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，通过所述第一四分之一波片与所述第一偏振片，实现输出的能量可调谐。
（2）为输出脉冲重复频率的调节，本发明采用反射式电光脉冲选择器，当高重复频率的锁模脉冲经反射式电光脉冲选择器后，通过控制所述反射式电光脉冲选择器的高压控制，实现脉冲输出频率的选择，同时反射式电光脉冲选择器能够有效的降低脉冲选择器的高压。
（3）为输出光束的发散角调节，本发明中所述采用反射式电光脉冲选择器中的发射角调谐镜，可以为凹反镜，0°反射镜，凸反镜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的一个优选实施例的一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器的结构示意图；
图2是如图1所示的一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，其中反射式电光脉冲选择器的工作时序；
图中：
1-单路输出锁模谐振腔，11-锁模饱和吸收体，12-第二0°反射镜，13-第一凹反镜，14-增益泵浦模块，141-泵浦二极管管LD，142-准直镜，143-激光晶体，15-第一四分之一波片，16-第一偏振片，17-第二凹反镜，18-第一45°反射镜，19-第一0°反射镜；2-脉冲探测组件，21-第二45°反射镜，22-PIN光电管；3-45°反射导光镜，31-第三45°反射镜，32-第四45°反射镜；4-光隔离器，41-法拉第隔离器，42-二分之一波片；5-反射式电光脉冲选择器，51-第二偏振片，52-第二四分之一波片，53-普克盒，54-发散角可调谐镜；6-第五45°反射镜；7-倍频器；8-第六45°反射镜；9-波长分光镜。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
如图1所示为根据本发明的一个实施例的一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，包括单路输出锁模谐振腔1，脉冲探测组件2，45°反射导光镜 3，4-光隔离器，反射式电光脉冲选择器5；第五45°反射镜6；倍频器7；第六45°反射镜8；波长分光镜9。
单路输出锁模谐振腔1输出高重复频率、脉冲能量纳焦耳的锁模皮秒脉冲序列，被脉冲探测组件2 探测，经45°反射导光镜3入射透过光隔离器4至反射式电光脉冲选择器5，通过电光脉冲选择器5进行脉冲选择，获得重复频率可调的脉冲输出，并由反射式电光脉冲选择器5中发散角可调谐镜54进行光束的发散角调谐。反射式电光脉冲选择器5选择输出的脉冲，经第五45°反射镜6至倍频器7上，进行频率转换，获得双波长的激光输出，被波长分光镜9将两波长分开，一个波长透过波长分光镜9输出，另一波长与第六45°反射镜反射输出。
其中，单路输出锁模谐振腔1，由锁模饱和吸收体11，第二0°反射镜12，第一凹反镜13，增益泵浦模块14，第一四分之一波片15，第一偏振片16，第二凹反镜17，第一45°反射镜18，第一0°反射镜19依次排布组成。
单路输出锁模谐振腔1的谐振腔腔长为激光晶体（143）左侧端面至第一0°全反镜19，第一0°全反镜19至第一凹反镜13，第一凹反镜13至第一45°反射镜18，第一45°反射镜18至第一偏振片16，第一偏振片16至第二0°全反镜12，第二0°全反镜12至第二凹反镜17及第二凹反镜17至锁模饱和吸收体11共7段光程距离之和，7段光程距离之和为1.5m~1.8m。
单路输出锁模谐振腔1中采用LASCAD谐振腔软件分析，增益泵浦模块14，第一凹反镜13，第二凹反镜17与锁模饱和吸收体11构成稳定的激光谐振腔，第一凹反镜13的曲率为300mm，第二凹反镜17的曲率为350 mm.
第一四分之一波片15与第一偏振片16组成可调谐输出镜，输出率范围为0~100%。
增益泵浦模块14由半导体泵浦LD 141，准直镜142及激光晶体143组成，激光晶体143一端镀有振荡基频光高反膜，泵浦光高透膜，并面向准直镜142，另一端镀有振荡基频光高透膜且端面切角为布儒斯特角，保证振荡基频光为偏振光，且偏振光可被第一偏振片16反射。
脉冲探测光组件2由第二45°反射镜21与PIN光电管22组成，45°反射镜21将锁模脉冲反射至PIN光电管22，实现对锁模脉冲的探测，并将探测信号给反射式电光脉冲选择器5。
45°反射导光镜3由第三45°反射镜31与第四45°反射镜32组成，通过调节保证对锁模输出的脉冲透过光隔离器4。
光隔离器4由法拉第旋转器41与二分之一波片42组成，使得同一偏振光从光隔离器4不同端导入输出的偏振态不同。法拉第旋转器41的通光口径为3~5mm。
反射式电光脉冲选择器5由第二偏振片51，第二四分之一波片52，普克盒53，发散角调谐镜54组成，实现对锁模脉冲的选择输出以及发散角的调节，脉冲选择输出频率由加载在普克盒53上的高压频率决定。
普克盒53的通光口径为2~4 mm, 可采用KDP, BBO等多种类型的电光晶体，所加的电光高压为四分之一波长的高压。
发散角调谐镜54，可以为凹反镜，0°反射镜，凸反镜实现对光束发散角的调节。
倍频器7的倍频晶体的通光口径为2~4mm, 可采用KDP，KTP，LBO，PPLN等多种倍频晶体。
再请参阅图2为一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器，其中反射式电光脉冲选择器的工作时序。高重频锁模脉冲在反射式电光脉冲选择器5的脉冲选择下重复频率下降，其中为了保证单次反射式电光脉冲选择器的只选择一个脉冲，反射式电光脉冲选择器5的工作加压时长小于锁模脉冲中脉冲的时间间隔，同时为了保证脉冲输出的稳定性，由脉冲探测组件2探测的锁模脉冲信号给反射式电光脉冲选择器5，从而鉴别锁模脉冲输出时序。通过改变反射式电光脉冲选择器5直接的工作周期从而实现输出激光脉冲的重复频率可调。
由此，本发明提供的一种重复频率可调双波长纳焦耳皮秒激光器可实现输出脉冲的重复频率可调节，脉冲能量可调节的双波长输出激光器。
所述的增益泵浦模块，45°反射镜，0°反射镜，凹反镜，偏振片，法拉第旋转器，普克盒，发射角调谐镜，倍频晶体，波长分光镜等均镀有与激光光波段相一致的高透膜或高反膜。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。