[实用新型]一种电动启动锁模装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞秒激光技术领域，特别涉及稳定地启动掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器锁模的装置。

技术背景

掺钛蓝宝石激光的自锁模现象是由苏格兰的Spence等人于1990年发现的，该技术的问世可以说是完全翻开了超短脉冲激光研究的全新篇章，与传统的主动锁模及被动锁模不同的是，对于某些含有强克尔效应介质的激光振荡器，在特定的腔型结构下，无需采用任何外加的调制或饱和吸收体即可实现稳定的锁模运转，这种简单的结构与具有超宽调谐带宽的掺钛蓝宝石激光相结合，已经成为当前超短脉冲激光的主流，并已经产生了脉冲宽度低于5fs的超短脉冲激光。

目前这种锁模技术所依赖的基本原理普遍认为是由于固体增益介质在强聚焦泵浦下所形成的克尔效应所致。在泵浦光及振荡光的作用下，介质的折射率分布将沿径向发生变化，增益介质等价为一自聚焦透镜。当振荡激光通过该介质时，较强的光与较弱的光表现为两套不同的聚焦形式，其在腔内各处也表现为不同的光束尺寸。这样如果在腔内某处加一尺寸合适的硬边光栏使得较强光由于强聚焦引起的传输光束正好通过该光栏，而较弱光的弱聚焦引起的传输光束不能通过，则系统等价于一快速饱和吸收体。激光经过多次往返振荡达到动态平衡后，稳定的自锁模过程也就建立起来了。

掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器的锁模的启动必须有一个外加的微扰动才可以实现，传统的最典型的启动方法是手动快速推动放置棱镜或者端镜的平移台，给激光器一个微扰动，从而启动锁模，如图1所示为传统的不带有自动启动锁模的激光振荡器。这种手动启动锁模的方式需要打开激光器盖板来实现手动推动，或者将平移台的旋钮通过转接延伸到激光器外面来实现手动启动锁模，所以手动推动来启动锁模比较烦琐，而且由于需要打开激光器的盖板，使得锁模后状态容易受气流状态的影响而不稳定。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提出了一种新型的电动启动锁模装置，其基本思想就是，利用一个直流电机带动一偏心轮快速转动，进而推动平移台发生位置的迅速平动，从而启动飞秒激光器的锁模。内置的锁模探测装置探测到锁模信号以后，将产生一延时电压信号使直流电机停止转动，此时激光器的锁模状态便稳定地运行。该启动锁模的方式完全在激光器密封的情况下完成，避免气流对锁模状态的影响。如果由于外在的振动或者其他原因，锁模状态停止，只需要再次打开直流电机的开关重新启动锁模，此方法简单易行。

本实用新型的目的是针对现有钛宝石激光器手动锁模方法的不利因数，我们提出的新型的飞秒激光振荡器锁模的电动启动装置，不仅简化了飞秒激光器的锁模启动方式，而且还增强了锁模的稳定性，并填补了国内外电动启动锁模装置的空白。

本实用新型的详细技术方案如下：一种电动启动锁模装置，包括固定底座(6)、滚珠(5)、偏心轮(3)、直流电机(2)和锁模探测装置；其中固定底座与要被启动锁模的激光器的平移台固定连接，用于支撑直流电机；滚珠(5)连接到所述激光器的平移台的侧面，与偏心构件的外周表面接合，偏心构件与直流电机的主轴相连，当偏心构件在直流电机的带动下旋转时，使平移台移动，以启动锁模；锁模探测装置用于控制锁模的停止，当探测到锁模信号时，给直流电机发出控制信号，使直流电机停止转动，停止锁模；完成一次启动锁模的工作过程。特别是，上述的激光器可以是掺钛蓝宝石飞秒激光，且所述偏心构件可以是偏心轮或椭圆轮。

进一步，电动启动锁模装置包括与直流电机相连的直流电源，该

直流电源(1)的输出电压为3V，转速为300转/分，扭矩为10N；所述偏心轮直径为13毫米，厚度为4毫米，距中心3.5毫米处与直流电机的主轴相连，平移台尺寸为40×40×15mm，滚珠的直径为4毫米，固定底座的尺寸为40×29×15mm，锁模探测装置为脉冲探测装置，且由一个光电二极管和一套控制电路组成。

以上的元件具体安装方式如下：

首先，将直流电机(2)用螺钉安装在固定底座(6)上，然后将偏心轮(3)安装在直流电机的转动杆上。将固定底座(6)安装在掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器中放有端镜的侧推平移台(4)上。直流电机(2)接入直流电源(1)和锁模控制装置中。锁模控制装置中的光电二极管放在振荡器中的一个折叠镜的后面用于探测锁模信号。

开启已经调节好的掺钛蓝宝石飞秒激光振荡器，打开直流电机(2)的直流电源(1)，直流电机(2)带动偏心轮(3)快速转动，进而推动平移台(4)发生位置的平动，从而启动飞秒激光器的锁模状态。内置的锁