技术特征：
1.一种渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，包括：泵浦源（1），用以发射一具有特定波长的光束作为泵浦光；负角锥镜（2），作为第一腔镜用以形成负角锥谐振腔；激光增益晶体（3），用以接收所述泵浦源（1）发射的所述泵浦光；渐变掺杂被动调q晶体（4），用以形成调q脉冲激光输出；输出镜（5），作为第二腔镜用以形成负角锥谐振腔并实现激光输出；其中所述负角锥镜（2）、所述激光增益晶体（3）、所述渐变掺杂被动调q晶体（4）和所述输出镜（5）沿光路依次设置；所述负角锥镜（2）、所述激光增益晶体（3）、所述渐变掺杂被动调q晶体（4）和所述输出镜（5）组成负角锥谐振腔；所述渐变掺杂被动调q晶体（4）的掺杂浓度沿着晶体通光面的半径方向由晶体中心向边缘渐变；所述负角锥镜（2）将所述负角锥谐振腔中振荡光全部反射回腔内。2.根据权利要求1所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）的掺杂浓度沿着晶体通光面的半径方向由晶体中心向边缘逐渐降低。3.根据权利要求2所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）为cr
4+
:yag晶体，掺杂浓度指晶体内cr
4+
离子浓度。4.根据权利要求1所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）的所述通光面的中心掺杂浓度为0.5%，所述通光面的边缘掺杂浓度为0.2%。5.根据权利要求1所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述泵浦源（1）为ld泵浦源，其输出波长与激光增益介质晶体（3）的吸收峰对应，以实现增益介质的粒子数反转。6.根据权利要求5所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述ld泵浦源（1）设置在所述激光增益晶体（3）侧面，沿侧向将泵浦光提供给所述激光增益晶体（3）；所述ld泵浦源由至少2个ld子单元构成，所述ld子单元分别沿激光增益介质晶体（3）的侧面周向等间隔设置。7.根据权利要求5所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，还包括二向色反射镜（6），其设置在所述负角锥镜（2）和所述激光增益晶体（3）之间，并与所述负角锥谐振腔中光路方向呈45
°
设置；所述泵浦源（1）设置在所述负角锥谐振腔外部，所述泵浦光以垂直于所述负角锥谐振腔光路方向进入所述二向色反射镜（6），所述二向色反射镜（6）沿端向将泵浦光提供给所述激光增益晶体（3）。8.根据权利要求7所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光装置，其特征在于，所述二向色反射镜（6）表面镀有针对所述泵浦源（1）发射的所述泵浦光的高反射率膜，以及针对所述负角锥谐振腔输出激光波段的高透射率膜。9.一种渐变掺杂被动调q晶体平顶激光输出方法，采用了如权利要求1-8任一项所述的渐变掺杂被动调q晶体均匀激光装置，其特征在于，所述方法包括如下步骤：s1.所述泵浦源（1）发射泵浦光，所述泵浦光射入所述激光增益晶体（3）；
s2.所述激光增益晶体（3）吸收所述泵浦光发生粒子数反转，生成高斯型激光；s3.所述高斯型激光穿过所述渐变掺杂被动调q晶体（4）；s4.所述渐变掺杂被动调q晶体（4）吸收激光能量，透过率升高，发生“漂白”现象，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）趋于透明，透射损耗降低生成激光脉冲，实现被动调q开关开启；s5.在所述输出镜（5）的作用下，部分高能量均匀激光从所述输出镜（5）射出负角锥谐振腔，剩余激光在所述负角锥谐振腔内持续振荡放大，不断地由所述输出镜（5）射出；s6.当所述负角锥谐振腔内激光功率密度较低时，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）不再透明，激光无法穿过所述渐变掺杂被动调q晶体（4），被动调q开关处于关闭状态。10.根据权利要求9所述的渐变掺杂被动调q晶体平顶激光输出方法，其特征在于，所述渐变掺杂被动调q晶体（4）的渐变掺杂会使晶体中心激光透过率低、晶体边缘激光透过率高；当所述高斯型激光穿过所述渐变掺杂被动调q晶体（4）时，激光束中心能量降低。
技术总结
本发明涉及激光器领域，特别涉及一种渐变掺杂被动调Q晶体平顶激光装置及输出方法。其中，渐变掺杂被动调Q晶体均匀激光装置，包括：泵浦源、负角锥镜、激光增益晶体、渐变掺杂被动调Q晶体和输出镜；上述装置可以通过渐变掺杂被动调Q晶体和负角锥棱镜，获得平顶激光输出，增加了激光输出能量的高均匀性和输出稳定性，从而拓宽了激光器的适用性。从而拓宽了激光器的适用性。从而拓宽了激光器的适用性。
技术研发人员：于永吉 雷啸天 刘航 王超 王子健 金光勇
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/3/17