[发明专利]一种F-P电光调Q倍频激光

说明书

本发明设计的F‑P构型电光调Q倍频激光，是以具有非线性效应和电光效应的晶体制作F‑P电光调Q倍频器件，并将该器件置于基频激光谐振腔的输出端，构成电光调Q倍频激光。激光工作介质受到注入能量泵浦时，在激光谐振腔内形成基频激光振荡，F‑P电光调Q倍频器件通过电光效应对基频激光进行电光调制，在一定驱动电压下获得窄脉冲基频激光输出；输出的基频激光通过F‑P电光调Q倍频器件，其在该器件内的传播方向与对应的倍频方向重合，当基频激光的功率密度超过非线性效应的转换阈值时，基频激光转换为倍频激光。

技术领域

本发明涉及激光器。

背景技术

激光的光谱特性和高能量密度决定了其应用的广泛。电光调Q激光是获取高功率密度激光的一种最常用方法，在激光应用中占据极为庞大的份额。为了满足各种应用要求，激光器的覆盖光谱范围需要不断扩展，激光非线性过程成为重要而有效的手段。电光调Q的非线性激光器成为激光研制的重要部分，但是现有的多数技术路线尽管并不复杂，却在激光器的紧凑设计和小型化发展方面存在很大障碍，尤其是电气系统的高压要求使得设计难度极高，对各类材料要求严苛。利用电光调制的Fabry-Perot（F-P）干涉仪对激光器进行调制将能大大降低所需的调制电压，从而使激光器的设计难度减小。以此为基础，设计了一种F-P电光调Q倍频激光器，其核心是以同时具备电光效应和非线性光学效应的晶体制备F-P干涉仪，使之能够同时完成电光调制和非线性光学转换过程，降低电气系统要求，简化激光器设计，从而实现激光器的紧凑化设计。

发明内容

本发明的目的在于以同时具有电光效应和非线性光学效应的晶体制作可用于激光调制的Fabry-Perot（F-P）标准具，使之能够对激光器进行电光调制并将基频激光转换为倍频激光。

在激光器的小型化设计中，以单一器件同时担负几种功能是十分有利的，对于节约成本也是很有帮助的。有些晶体材料同时具有非线性光学效应和电光效应，因而可以将电光调制和非线性转换集中到单一器件上完成。故此，以具有非线性效应和电光效应的晶体制作F-P电光调Q倍频器件，并将该器件置于基频激光谐振腔的输出端，构成电光调Q倍频激光。激光工作介质受到注入能量泵浦时，在激光谐振腔内形成基频激光振荡，F-P电光调Q倍频器件通过电光效应对基频激光进行电光调制，在一定驱动电压下获得窄脉冲基频激光输出；输出的基频激光通过F-P电光调Q倍频器件，其在该器件内的传播方向与对应的倍频方向重合，当基频激光的功率密度超过非线性效应的转换阈值时，基频激光转换为倍频激光。本发明中的基频激光工作介质为激光晶体、激光玻璃、激光陶瓷、激光光纤和激光染料，F-P电光调Q倍频器件采用非线性光学晶体制作。

本发明的设计原则为：选择合适的晶体材料，其同时具备非线性光学效应和电光的效应，由基频激光确定光在晶体中的倍频方向以及电光调制的方式，使倍频方向与电光调制时基频激光的传播方向重合；以电光调制时基频激光的传播方向为法线，将晶体加工成F-P标准具，F-P标准具双面镀上对基频激光高反射的介质膜，与激光工作介质、偏振器件等构成基频激光振荡腔，并在标准具上施加调制电场，由电场的电压变化来改变基频激光通过F-P标准具的通过率，以输出窄脉冲、高功率密度的基频激光，即电光调Q脉冲基频激光；通过F-P标准具的电光调Q脉冲激光随后被反射镜反射回F-P标准具并沿对应的倍频方向传播，完成非线性光学转换。