[发明专利]一种低半波电压的电光开关

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲激光调Q器件，属光电子领域，特别涉及一种电光Q开关。

技术背景

电光调Q是指在激光谐振腔内加置一块偏振器和一块电光晶体。光经过偏振器后成为线偏振光到达电光晶体，如果在电光晶体上加λ/4电压，由于泡克尔斯效应，使线偏振光单次通过电光晶体后的相位延迟了π/2，经过腔镜反射，使往返通过晶体的线偏振光的偏振方向改变π/2，从而使激光腔内损耗最大，不能形成激光振荡，达消光。如果电光晶体上未加电压，往返通过晶体的线偏振光的偏振方向则保持不变。所以当晶体上有电压时，光束不能在谐振腔中通过，谐振腔处于低Q状态，不能形成激光。由于外界激励作用，上能级粒子数便迅速累加，当晶体上的电压突然除去时，光束可自由通过谐振腔，此时谐振腔处于高Q值状态，从而产生激光巨脉冲。

在Q开关的应用中，电光晶体半波电压越小，外加电源需提供的电压也就越小，电源制作也就相对越简单，成本越低，体积越小，使用寿命越长。在我们熟知的BBO、LiNbO3、LiTaO3、RTA、RTP、KTP或LGS等电光晶体中，以BBO晶体为例做下简单介绍。

BBO是被认为有某些显著优点的电光晶体，它插入损耗小，损伤阈值高，没有压电效应，可用于高功率密度，高重复的半导体泵浦的激光器。它的缺点是弱潮解，不过镀增透膜后可大大改善。BBO的电光系数较小，导致半波电压较高。好在BBO是以横向应用方式工作，半波电压与晶体尺寸有关，合理的晶体尺寸能够把半波电压降到可以接受的范围。

BBO属横向电场应用的电光晶体。在此结构中，电场垂直于光束的传播方向，半波电压取决于晶体的厚度与长度之比。如果单纯计算，长宽比为1∶10的BBO在1064nm的λ/2波电压应该是5600V左右，这就是说一个3×3截面的BBO长度要达到30mm。但这还不够，因为5600V的半波电压与其他电光晶体相比还是偏高，对电源的要求也就相应的严格。而且由于BBO晶体本身的生长难度，目前Z切BBO晶体最大的长度只能达到25mm左右。

因此降低晶体工作时的半波电压以减低对其驱动电源的要求是设计时要重点考虑的因素之一。

发明内容

横向电场应用的电光晶体，其半波电压与自身的尺寸有关。针对有些电光晶体因生长原因本身长度生长不长或因所在激光器的体积限制，电光晶体不能太长，且一对侧面电极在工作时容易在通光面打火所以截面不宜过小而导致开关半波电压过高的问题，本发明提供一种能够减少开关工作时晶体通光面间打火而导致的调Q失败或损坏晶体通光面的新型电光开关。

本发明的目的是这样实现的：一种低半波电压的电光Q开关，所述电光Q开关包括一圆筒形绝缘壳体，绝缘壳体中心有一长方形通孔开槽，开槽正中放置一块或多块串接的横向应用电光晶体，晶体一对通光面上镀有光学增透膜；电光晶体的一对侧面镀有金属导电层，金属导电层长度比晶体长度短0.2至1mm；所述金属导电层外贴有铟箔，铟箔外紧贴内部金属电极，所述铟箔和内部金属电极大小及长度小于或等于晶体侧面的金属导电层的大小及长度，且均比晶体长度短0.2至1mm；所述内部金属电极外部开有外接金属电极孔以便内，外接电极间的电连接，外接电极可旋入或插入内部电极侧面的孔固定；所述绝缘外壳两端面各安装一片光学窗口片，所述光学窗口片由圆形中空端盖压固。

新型电光开关包括一对X或Y面镀金属导电层的电光晶体，镀金属导电层的长度要略短于晶体长度。因为横向应用的晶体其半波电压为

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