一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，包括：振鏡裝置、波導(dǎo)腔和輸出鏡；振鏡裝置包括一振鏡，其緊鄰波導(dǎo)腔的一波導(dǎo)口，輸出鏡緊貼波導(dǎo)腔的另一波導(dǎo)口，振鏡的中心和輸出鏡的中心與波導(dǎo)腔的腔軸位于同一直線；振鏡、輸出鏡和波導(dǎo)腔組成一激光諧振腔，通過振鏡周期性擺動來調(diào)諧該激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)。本發(fā)明采用振鏡法調(diào)Q，無需插入斬波器，透鏡等元件，降低了激光器的成本，使得結(jié)構(gòu)更為緊湊；振鏡可以更加貼近波導(dǎo)口，進(jìn)一步提高了激光器的小型化和緊湊化，并且諧振腔的損耗更小，提高了輸出激光的品質(zhì)；利用控制單元可以獲得較高的重復(fù)頻率，具有更大的靈活性。
【專利說明】
一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光的發(fā)展過程中，調(diào)Q(調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù))技術(shù)是一個極其重要的突破，通過調(diào)Q后的脈沖激光和物質(zhì)的相互作用，推動了非線性光學(xué)的發(fā)展，另外在窄脈沖的調(diào)Q脈沖的應(yīng)用上使得雷達(dá)、測距、全息攝影等方面的技術(shù)得到了很大的發(fā)展。目前波導(dǎo)激光器實現(xiàn)短脈沖輸出的調(diào)Q技術(shù)主要有機(jī)械調(diào)Q、電光調(diào)Q及聲光調(diào)Q，其中機(jī)械調(diào)Q作為一種最早且比較成熟的調(diào)Q技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、成本低廉等優(yōu)點，在工業(yè)和軍事的應(yīng)用中受到很大的關(guān)注。
[0003]機(jī)械調(diào)Q主要是通過轉(zhuǎn)動腔內(nèi)元件實現(xiàn)Q調(diào)制，包括轉(zhuǎn)鏡技術(shù)和機(jī)械斬波技術(shù)。轉(zhuǎn)鏡技術(shù)就是用馬達(dá)帶諧振腔的一個反射鏡旋轉(zhuǎn)從而改變諧振腔的Q值，機(jī)械斬波技術(shù)就是用一種光閘來不斷的斬斷諧振腔里面的光束來達(dá)到調(diào)Q的目的。國內(nèi)外對于機(jī)械調(diào)Q技術(shù)的研究主要集中于20世紀(jì)60年代到90年代初，之后則陸續(xù)在原基礎(chǔ)上做相關(guān)性能優(yōu)化的工作。但隨著工業(yè)和軍事上對短脈沖激光的參數(shù)要求的提高以及激光器小型緊湊化的趨勢，傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)Q方法的局限性大大限制了它的發(fā)展和應(yīng)用。
[0004]對于波導(dǎo)激光器，傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)Q方法，包括轉(zhuǎn)鏡法和機(jī)械斬波法，都各自有自己的局限性。對于轉(zhuǎn)鏡法，由于帶動鏡片的馬達(dá)轉(zhuǎn)速的局限性，調(diào)Q的結(jié)果是重復(fù)頻率比較低。對于機(jī)械斬波法，雖然它可以獲得比較高的重復(fù)頻率，但需要在諧振腔里插入一個斬波器，并且一般情況下還需要透鏡來聚焦光斑，這不利于激光器小型緊湊化的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明提供了一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，包括:振鏡裝置、波導(dǎo)腔2和輸出鏡3;所述振鏡裝置包括一振鏡I，所述振鏡I緊鄰所述波導(dǎo)腔的一波導(dǎo)口，所述輸出鏡3緊貼波導(dǎo)腔的另一波導(dǎo)口，所述振鏡的中心和輸出鏡的中心與波導(dǎo)腔的腔軸位于同一直線;所述振鏡1、輸出鏡3和波導(dǎo)腔2組成一激光諧振腔，通過所述振鏡I周期性擺動來調(diào)諧該激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)。
[0009]優(yōu)選地，所述振鏡I為平面全反鏡;所述振鏡的擺動幅度小于10°;所述輸出鏡3為平面透反鏡，其透過率為10%?30%;所述輸出鏡3與波導(dǎo)腔的腔軸垂直;所述波導(dǎo)腔2包含上放電電極和下放電電極，波導(dǎo)腔內(nèi)填充增益介質(zhì)。
[0010]優(yōu)選地，所述振鏡裝置還包括:驅(qū)動裝置4;其中，所述振鏡I安裝于驅(qū)動裝置的輸出軸上，驅(qū)動裝置4驅(qū)動振鏡I作周期性擺動。
[0011 ]優(yōu)選地，所述振鏡裝置還包括:控制單元5;其中，所述控制單元5連接所述驅(qū)動裝置4，控制驅(qū)動裝置4驅(qū)動振鏡I作周期性擺動;所述驅(qū)動裝置4為電機(jī)。
[0012]優(yōu)選地，所述振鏡的周期性擺動頻率為100赫茲至90000赫茲。
[0013](三)有益效果
[0014]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器具有以下有益效果:
[0015](I)采用振鏡法調(diào)Q，無需插入斬波器，透鏡等元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，實現(xiàn)了激光器的小型化和緊湊化；
[0016](2)由于振鏡擺動幅度很小，振鏡可以更加貼近波導(dǎo)口，進(jìn)一步提高了激光器的小型化和緊湊化，并且諧振腔的損耗更小，提高了輸出激光的品質(zhì)；
[0017](3)控制單元通過驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度，實現(xiàn)振鏡的高速擺動，可以獲得較高的重復(fù)頻率，振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度可由專門的控制單元實時精確控制，可以實時精確的改變和控制激光輸出，具有更大的靈活性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例的一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]【符號說明】
[0020]1-振鏡;2-波導(dǎo)腔;3-輸出鏡;4-驅(qū)動裝置;5-控制單元。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。.
[0022]參見圖1，本發(fā)明第一實施例提供了一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，其包括:振鏡裝置、波導(dǎo)腔2和輸出鏡3。
[0023]其中，振鏡裝置包括一振鏡I，振鏡I緊鄰波導(dǎo)腔的一波導(dǎo)口，輸出鏡3緊貼波導(dǎo)腔的另一波導(dǎo)口，振鏡的中心和輸出鏡的中心與波導(dǎo)腔的腔軸位于同一直線，振鏡1、輸出鏡3和波導(dǎo)腔2組成激光諧振腔，通過振鏡I作周期性擺動調(diào)諧激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)。
[0024]其中，該振鏡I為平面全反鏡，其反射率接近100% ;振鏡尺寸略大于波導(dǎo)口尺寸；振鏡的擺動幅度小于10°，所述振鏡I緊鄰波導(dǎo)腔的一波導(dǎo)口是指:在不影響振鏡正常擺動的情況下，振鏡I要盡量貼近波導(dǎo)口。
[0025]該輸出鏡3為平面透反鏡，其透過率為10%?30% ;輸出鏡3與波導(dǎo)腔的腔軸垂直。
[0026]所述波導(dǎo)腔2包含上放電電極和下放電電極，波導(dǎo)腔2內(nèi)填充增益介質(zhì)。
[0027]本發(fā)明第一實施例的振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，振鏡充當(dāng)激光諧振腔的一端，當(dāng)振鏡擺到偏離與光軸垂直的位置時，激光諧振腔損耗增大，品質(zhì)因數(shù)變小，品質(zhì)因數(shù)開關(guān)閉合，能量積聚；當(dāng)振鏡轉(zhuǎn)到與光軸垂直時，激光諧振腔的損耗最小，品質(zhì)因數(shù)值最大，品質(zhì)因數(shù)開關(guān)打開，激光輸出。在振鏡周期性擺動的過程中，激光諧振腔的損耗周期性變化，品質(zhì)因數(shù)開關(guān)周期性的打開閉合，得到高重頻、窄脈沖、高峰值功率的激光輸出。
[0028]對于波導(dǎo)激光器，傳統(tǒng)的機(jī)械斬波法調(diào)Q，需要插入斬波器，透鏡等元件，且為了減少激光諧振腔的耦合損耗，各個元件及與波導(dǎo)口之間都需要保持一定的距離，而本發(fā)明第一實施例的振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，采用振鏡法調(diào)Q，無需插入這些元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，實現(xiàn)了激光器的小型化和緊湊化。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)鏡法，需要將鏡片旋轉(zhuǎn)360°來調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)，而本發(fā)明第一實施例的振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，由于振鏡擺動幅度很小，這樣振鏡可以更加貼近波導(dǎo)口，諧振腔的損耗更小，提高了輸出激光的品質(zhì)。
[0029]本發(fā)明第二實施例的一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，為了達(dá)到簡要說明的目的，上述第一實施例中任何可作相同應(yīng)用的技術(shù)特征敘述皆并于此，無需再重復(fù)相同敘述。
[0030]振鏡裝置還包括驅(qū)動裝置4和控制單元5，振鏡I安裝于驅(qū)動裝置的輸出軸上，控制單元5連接驅(qū)動裝置4，控制驅(qū)動裝置4驅(qū)動振鏡I以一定的幅度作周期性擺動。
[0031 ]優(yōu)選地，該驅(qū)動裝置4為電機(jī)，振鏡周期性擺動的頻率為100赫茲至90000赫茲。
[0032]其中，控制單元通過驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度，可以實現(xiàn)振鏡的高速擺動，相比轉(zhuǎn)鏡法調(diào)Q，振鏡調(diào)Q可以獲得較高的重復(fù)頻率，振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度可由專門的控制單元實時精確控制，可以實時精確的改變和控制激光輸出，具有更大的靈活性。
[0033]需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，并未進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，上述對各元件和步驟的定義并不僅限于實施例中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀和步驟，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行簡單地更改或替換，例如:
[0034](I)本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但這些參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)值；
[0035](2)實施例中提到的方向用語，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍；
[0036](3)上述實施例可基于設(shè)計及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實施例混合搭配使用，即不同實施例中的技術(shù)特征可以自由組合形成更多的實施例。
[0037]綜上所述，本發(fā)明的振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，采用振鏡法調(diào)Q，無需插入這些元件，降低了激光器的成本，而且使得激光器的結(jié)構(gòu)更為緊湊，實現(xiàn)了激光器的小型化和緊湊化；由于振鏡擺動幅度很小，這樣振鏡可以更加貼近波導(dǎo)口，諧振腔的損耗更小，提高了輸出激光的品質(zhì)；控制單元通過驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度，實現(xiàn)振鏡的高速擺動，可以獲得較高的重復(fù)頻率，振鏡的轉(zhuǎn)速和擺動幅度可由專門的控制單元實時精確控制，可以實時精確的改變和控制激光輸出，具有更大的靈活性。
[0038]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種振鏡法調(diào)節(jié)品質(zhì)因數(shù)的波導(dǎo)激光器，其特征在于，包括:振鏡裝置、波導(dǎo)腔(2)和輸出鏡(3)； 所述振鏡裝置包括一振鏡(I)，所述振鏡(I)緊鄰所述波導(dǎo)腔的一波導(dǎo)口，所述輸出鏡(3)緊貼波導(dǎo)腔的另一波導(dǎo)口，所述振鏡的中心和輸出鏡的中心與波導(dǎo)腔的腔軸位于同一直線； 所述振鏡(I)、輸出鏡(3)和波導(dǎo)腔(2)組成一激光諧振腔，通過所述振鏡(I)周期性擺動來調(diào)諧該激光諧振腔的品質(zhì)因數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述振鏡(I)為平面全反鏡。3.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述振鏡的擺動幅度小于10°。4.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述輸出鏡(3)為平面透反鏡，其透過率為10%?30%。5.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述輸出鏡(3)與波導(dǎo)腔的腔軸垂直。6.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述波導(dǎo)腔(2)包含上放電電極和下放電電極，波導(dǎo)腔內(nèi)填充增益介質(zhì)。7.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述振鏡裝置還包括:驅(qū)動裝置(4);其中， 所述振鏡(I)安裝于驅(qū)動裝置的輸出軸上，驅(qū)動裝置(4)驅(qū)動振鏡(I)作周期性擺動。8.如權(quán)利要求7所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述振鏡裝置還包括:控制單元(5);其中， 所述控制單元(5)連接所述驅(qū)動裝置(4)，控制驅(qū)動裝置(4)驅(qū)動振鏡(I)作周期性擺動。9.如權(quán)利要求8所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(4)為電機(jī)。10.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)激光器，其特征在于，所述振鏡的周期性擺動頻率為100赫茲至90000赫茲。
【文檔編號】H01S3/063GK105896302SQ201610438771
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】譚榮清, 路曉川, 張闊海, 黃偉
【申請人】中國科學(xué)院電子學(xué)研究所