一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法及激光器技术

本发明专利技术公开了一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法及激光器，所述激光器包括：第一泵浦源、第一激光增益介质、第一起偏器、第二泵浦源、第二激光增益介质、第二起偏器、激光腔后腔镜、四分之一波片、棱镜、电光调Q晶体和激光腔输出镜，当电光调Q晶体处于加压状态时，输出第二波长激光，当电光调Q晶体处于退压状态时，输出第一波长激光，周期性对电光调Q晶体进行加压和退压，交替同轴输出电光调Q双波长激光。本发明专利技术可在对电光调Q晶体施加一次调Q脉冲信号时实现两个脉冲激光输出，为高重频激光的获得提供一种有效途径。

An alternative coaxial output method and laser with Q-switched electro-optic dual wavelength laser

【技术实现步骤摘要】
一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法及激光器
本专利技术涉及固体激光器领域，特别是一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法及激光器。
技术介绍
双波长激光器广泛应用于干涉彩虹全息、精细激光光谱、差分吸收激光雷达、原子和分子的多光子分步电离、非线性频率变换、激光医学等领域，在高亮度的激光彩色显示、激光彩色打印等设备及娱乐业等领域中具有广阔的应用前景。若两种波长的激光在时间域上能够进行分离，那么将能够在原子和分子的多光子分步电离、激光医学、激光光谱等
中实现短时间间隔内的动态分析。现有的普通调Q双波长激光器主要是采用单一激光增益介质来获得双波长激光的同时输出。然而，当两种波长的激光在同一增益介质中产生时，其跃迁谱线之间存在着激烈的增益竞争，进而影响了激光输出的稳定性；另外，要通过对输出镜透过率的精确设计来保证两种波长激光具有相同的阈值，这将给输出镜的膜系带来极大的挑战。目前公开的双波长激光交替输出的相关技术相对较少。如图1所示，在一与本专利技术相关的现有技术中，激光器包括：前腔镜a、激光晶体b、起偏器c、调Q晶体d、偏振分束器e、调谐元件f、后腔镜g、调谐元件h和后腔镜i。但是该技术存在以下几方面的不足：一，该激光器存在两套光学调谐元件，成本较高；二，若在大注入高重频双波长激光交替运转时，由于采用单一增益介质工作，自身热负担较大，会带来很严重的热透镜效应，另外，每次调Q都需要对调Q晶体加压，最大重复频率受到调Q驱动电路的限制(目前的最大重频在200kHz左右)；三，激光增益介质限定为可调谐的，这也将导致输出的波长受限；四，双波长激光波长之间的最大差值受可调谐晶体的调谐范围限制。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法及激光器，其采用交替泵浦双激光增益介质的方式来实现双波长激光交替调Q脉冲输出。根据本专利技术的一方面，提出一种电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器，所述激光器包括：第一泵浦源5、第一激光增益介质7、第一起偏器10、第二泵浦源3、第二激光增益介质4、第二起偏器9、激光腔后腔镜6、四分之一波片11、棱镜12、电光调Q晶体13和激光腔输出镜14，其中：所述第一泵浦源5置于所述第一激光增益介质7的前方，用于为所述第一激光增益介质7提供脉冲泵浦光；所述第二泵浦源3置于所述第二激光增益介质4的前方，用于为所述第二激光增益介质4提供脉冲泵浦光；所述激光腔后腔镜6、第一激光增益介质7、第一起偏器10、电光调Q晶体13以及激光腔输出镜14构成第一波长激光谐振腔；所述激光腔后腔镜6、第二激光增益介质4、第二起偏器9、四分之一波片11、棱镜12、电光调Q晶体13以及激光腔输出镜14构成第二波长激光谐振腔；当电光调Q晶体13处于加压状态时，所述激光器输出第二波长激光，当电光调Q晶体13处于退压状态时，所述激光器输出第一波长激光，周期性对电光调Q晶体13进行加压和退压，所述激光器交替同轴输出电光调Q双波长激光。可选地，所述第一激光增益介质7和第二激光增益介质4平行放置，且与激光输出方向一致。可选地，所述激光腔后腔镜6位于第一激光增益介质7和第二激光增益介质4的一侧，且垂直于激光输出方向放置。可选地，所述第一起偏器10置于所述第一激光增益介质7的另一侧，所述第二起偏器9置于所述第二激光增益介质4的另一侧。可选地，所述棱镜12置于所述第一起偏器10和第二起偏器9远离激光增益介质的一侧，所述四分之一波片11置于所述第二起偏器9与棱镜12之间。可选地，所述电光调Q晶体13和激光腔输出镜14依次置于所述棱镜12远离起偏器的一侧。可选地，所述激光器还包括第一激光电源1和第二激光电源2，其中：所述第一激光电源1与所述第一泵浦源5连接，用于为所述第一泵浦源5提供电源；所述第二激光电源2与所述第二泵浦源3连接，用于为所述第二泵浦源3提供电源。可选地，所述激光器还包括电光晶体驱动模块15，所述电光晶体驱动模块15与所述电光调Q晶体13连接，用于对电光调Q晶体13施加高压方波信号。可选地，所述激光器还包括温控系统8和中央控制系统16，其中：所述中央控制系统16与第一激光电源1、第二激光电源2、温控系统8和电光晶体驱动模块15连接，用于控制第一激光电源1、第二激光电源2以及电光晶体驱动模块15的触发与延时，控制所述温控系统8调节所述激光器的工作温度。根据本专利技术的另一方面，还提出一种电光调Q双波长激光交替同轴输出方法，应用于如上所述的激光器中，所述方法包括：为第一波长激光谐振腔和第二波长激光谐振腔提供脉冲泵浦光；对电光调Q晶体13施加电压，第一波长激光谐振腔处于高损耗状态，第二波长激光谐振腔处于低损耗状态，输出第二波长激光；对电光调Q晶体13退去电压，第二波长激光谐振腔处于高损耗状态，第一波长激光谐振腔处于低损耗状态，输出第一波长激光；周期性重复对电光调Q晶体13施加电压和退去电压，得到交替同轴输出的电光调Q双波长激光。本专利技术使用加压式电光调Q与退压式电光调Q相结合的方式以实现双波长激光交替调Q脉冲输出。本专利技术使得激光增益介质的种类不受到限制，可以获得较宽波长范围的双波长激光、较大的波长之间差值，在对调Q晶体单次驱动时就可以获得两个调Q脉冲激光输出，并且在大注入高重频激光工作状态下，能够极大地降低激光器的热效应。并可在对电光调Q晶体施加一次调Q脉冲信号的情况下，就可以实现两个脉冲激光输出，进而为高重频激光的获得提供一种有效途径。附图说明图1是现有技术中同光束双波长交替调Q输出激光器的结构示意图；图2是根据本专利技术一实施例的电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器的结构示意图；图3是根据本专利技术一实施例的电光调Q晶体加压时谐振腔内激光偏振状态及输出情形示意图；图4是根据本专利技术一实施例的电光调Q晶体退压时谐振腔内激光偏振状态及输出情形示意图；图5是根据本专利技术一实施例的各驱动信号的时序图；图6是根据本专利技术一实施例的电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器的脉冲序列示意图；图7是根据本专利技术一实施例的电光调Q双波长激光交替同轴输出方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。根据本专利技术的一方面，提出一种电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器，图2是根据本专利技术一实施例的电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器的结构示意图，如图2所示，所述电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器包括：第一泵浦源5、第一激光增益介质7、第一起偏器10、第二泵浦源3、第二激光增益介质4、第二起偏器9、激光腔后腔镜6、四分之一波片11、棱镜12、电光调Q晶体13和激光腔输出镜14，其中：所述第一泵浦源5置于所述第一激光增益介质7的前方，用于为所述第一激光增益介质7提供脉冲泵浦光；所述第二泵浦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器，其特征在于，所述激光器包括：第一泵浦源(5)、第一激光增益介质(7)、第一起偏器(10)、第二泵浦源(3)、第二激光增益介质(4)、第二起偏器(9)、激光腔后腔镜(6)、四分之一波片(11)、棱镜(12)、电光调Q晶体(13)和激光腔输出镜(14)，其中：/n所述第一泵浦源(5)置于所述第一激光增益介质(7)的前方，用于为所述第一激光增益介质(7)提供脉冲泵浦光；/n所述第二泵浦源(3)置于所述第二激光增益介质(4)的前方，用于为所述第二激光增益介质(4)提供脉冲泵浦光；/n所述激光腔后腔镜(6)、第一激光增益介质(7)、第一起偏器(10)、电光调Q晶体(13)以及激光腔输出镜(14)构成第一波长激光谐振腔；/n所述激光腔后腔镜(6)、第二激光增益介质(4)、第二起偏器(9)、四分之一波片(11)、棱镜(12)、电光调Q晶体(13)以及激光腔输出镜(14)构成第二波长激光谐振腔；/n当电光调Q晶体(13)处于加压状态时，所述激光器输出第二波长激光，当电光调Q晶体(13)处于退压状态时，所述激光器输出第一波长激光，周期性对电光调Q晶体(13)进行加压和退压，所述激光器交替同轴输出电光调Q双波长激光。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电光调Q双波长激光交替同轴输出激光器，其特征在于，所述激光器包括：第一泵浦源(5)、第一激光增益介质(7)、第一起偏器(10)、第二泵浦源(3)、第二激光增益介质(4)、第二起偏器(9)、激光腔后腔镜(6)、四分之一波片(11)、棱镜(12)、电光调Q晶体(13)和激光腔输出镜(14)，其中：
所述第一泵浦源(5)置于所述第一激光增益介质(7)的前方，用于为所述第一激光增益介质(7)提供脉冲泵浦光；
所述第二泵浦源(3)置于所述第二激光增益介质(4)的前方，用于为所述第二激光增益介质(4)提供脉冲泵浦光；
所述激光腔后腔镜(6)、第一激光增益介质(7)、第一起偏器(10)、电光调Q晶体(13)以及激光腔输出镜(14)构成第一波长激光谐振腔；
所述激光腔后腔镜(6)、第二激光增益介质(4)、第二起偏器(9)、四分之一波片(11)、棱镜(12)、电光调Q晶体(13)以及激光腔输出镜(14)构成第二波长激光谐振腔；
当电光调Q晶体(13)处于加压状态时，所述激光器输出第二波长激光，当电光调Q晶体(13)处于退压状态时，所述激光器输出第一波长激光，周期性对电光调Q晶体(13)进行加压和退压，所述激光器交替同轴输出电光调Q双波长激光。


2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一激光增益介质(7)和第二激光增益介质(4)平行放置，且与激光输出方向一致。


3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光腔后腔镜(6)位于第一激光增益介质(7)和第二激光增益介质(4)的一侧，且垂直于激光输出方向放置。


4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一起偏器(10)置于所述第一激光增益介质(7)的另一侧，所述第二起偏器(9)置于所述第二激光增益介质(4)的另一侧。


5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述棱镜(12)置于所述第一起偏器(10)和第二起偏器(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：董渊，金龙，陈薪羽，吴春婷，金光勇，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22