[发明专利]一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器

说明书

本发明涉及一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器，包括：泵浦源、增益介质、泵浦光整形系统、4f像传递系统、声光Q开关和平面输出耦合镜；所述增益介质、4f像传递系统、声光Q开关和平面输出耦合镜位于谐振腔中；泵浦源激发出的泵浦光，经整形系统进行泵浦光的光斑大小调整后，入射到增益介质产生激光，增益介质产生的激光通过4f像传递系统进行像传递，再经声光Q开关，入射到平面输出耦合镜，由平面输出耦合镜输出。本发明提供的采用4f像传递系统的长脉宽激光器，利用4f像传递系统作为光束传输系统，改善了现有技术中光束在长距离传输过程中尤其是谐振腔内有透镜时容易产生畸变的缺陷。

技术领域

本发明属于长脉冲固体激光器技术领域，具体涉及一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器。

背景技术

由于LD(Laser Diode，激光二极管)泵浦的全固态脉冲激光器具有效率高、功率大、光束质量好、稳定性高等特点，因而不仅在光存储、干涉测量、信息处理、污染检查等民用技术领域有着广泛的应用，而且为激光雷达、激光制导、瑞利信标等军事应用提供了可靠的光源，因此具有重要的科学研究价值和广阔的应用前景。在一些实际应用中，比如瑞利信标，脉宽关系到接收信号的截取长度以及系统的效率，需要较长的脉宽才能满足要求。通常是使谐振腔变长达到延长脉宽的目的，但光束在长距离传输过程中容易产生畸变，尤其是在腔内有透镜的情况下，会导致光束质量严重下降。

4f系统是最典型的一种相干光学信息处理系统，4f系统具有像传递功能，当系统的物面和像面间的变换矩阵满足B＝0的关系时，系统的菲涅耳数N趋近于无穷，相当于传输距离为0，此时物像可以不失真地传输，即4f系统可以将前级的优质光束无畸变地传输到下一级。

因此，有必要研究出将4f系统应用到长脉宽激光器的技术方案。

发明内容

为了解决上述现有技术中光束在长距离传输过程中尤其是谐振腔内有透镜时容易产生畸变的技术问题，本发明提出了一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器，技术方案如下：

一种采用4f像传递系统的长脉宽激光器，包括：泵浦源、增益介质、泵浦光整形系统、4f像传递系统、声光Q开关和平面输出耦合镜；所述增益介质、4f像传递系统、声光Q开关和平面输出耦合镜位于谐振腔中；泵浦源激发出的泵浦光，经整形系统进行泵浦光的光斑大小调整后，入射到增益介质产生激光，增益介质产生的激光通过4f像传递系统进行像传递，再经声光Q开关，入射到平面输出耦合镜，由平面输出耦合镜输出。

进一步地，泵浦源为采用端面泵浦的LD泵浦源。

进一步地，所述长脉宽激光器包括第一弯月镜和第二弯月镜，第一弯月镜位于泵浦光整形系统和增益介质之间，第二弯月镜位于增益介质和泵浦光反射系统之间。

进一步地，泵浦光整形系统由第一平凸透镜和第二平凸透镜组成，第一平凸透镜位于泵浦源和第二平凸透镜之间，第二平凸透镜位于第一平凸透镜和第一弯月镜之间。

进一步地，4f像传递系统包括第三平凸透镜和第四平凸透镜，第三平凸透镜和第四平凸透镜的焦距相同；第三平凸透镜位于第一弯月镜和第四平凸透镜之间；

物面与第三平凸透镜之间的距离、第三平凸透镜与频谱平面之间的距离、频谱平面与第四平凸透镜之间的距离、第四平凸透镜与平面输出耦合镜之间的距离均取为第三平凸透镜的焦距。

进一步地，所述长脉宽激光器还包括泵浦光反射系统，泵浦光反射系统用于将增益介质未吸收的泵浦光反射和整形后，再次进入增益介质。

进一步地，泵浦光反射系统包括第五平凸透镜和第一平面全反镜，第五平凸透镜位于第二弯月镜和第一平面全反镜之间。

进一步地，所述长脉宽激光器包括第二平面全反镜，第二平面全反镜位于谐振腔的反射端，与输出端相对。