[发明专利]一种主动调Q激光器及其脉宽调制方法

说明书

本发明公开了一种主动调Q激光器及其脉宽调制方法，包括电压调整模块、泵浦源、耦合单元、输入端、增益晶体、主动调Q模块、输出端，主动调Q模块包括调Q晶体模块、主动调Q电路，泵浦源、耦合单元、输入端、增益晶体、调Q晶体模块、输出端沿同一光轴依次顺序设置；电压调整模块与主动调Q电路连接，用于给主动调Q电路提供电压，电压调整模块用于输出可调变化率的电压，主动调Q电路用于根据可调变化率的电压，调整谐振腔Q值的变化率，实现对激光输出脉宽的调整。本申请通过设置电压调整电路，输出变化率可调的电压，并通过调Q电路将变化率可调电压施加到调Q晶体模块上，实现对Q值的调整，从而实现激光脉宽的调整。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其是涉及一种主动调Q激光器及其脉宽调制方法。

背景技术

目前，激光技术的应用越来越广泛，特别是在工业加工与医疗领域的发展，更是普遍，随着激光应用的范围扩展，对激光的要求也越来越多，有时候需要连续激光，有时候又需要脉冲激光；在脉冲激光时，对脉冲激光的需求也是有很大区别，特别是对激光脉冲的频率、脉宽、功率等的要求不一。

目前，采用调Q技术来进行激光脉冲的调制，调Q技术是压缩输出脉宽、提高输出激光峰值功率以及输出不同重复频率激光脉冲的主要手段。调Q技术主要包括主动调Q、被动调Q等方式。其中，主动调Q是输出窄脉宽常用的方式。

传统的主动调Q方式有电光调Q，声光调Q等，使用调Q电路来调节电光/声光晶体进而调节谐振腔的Q值。首先将激光器保持在高损耗，低Q值的状态，此时激光器不会产生振荡，亚稳态的粒子数可以积累到较高水平。在某一时刻使谐振腔的Q值由低变高，输出一个巨脉冲，随后Q值又变低以积累能量，准备输出下一个巨脉冲。Q值变化并不是骤变的，而是有一个极短的开关时间，往往小于10ns，典型的5-8ns。但是单独使用调Q晶体时激光器的脉宽很难实现连续可调，若使用其他手段则往往使激光器的结构趋向复杂，不利于谐振腔的稳定性。

目前通过改变谐振腔的长度也能够实现调节脉冲宽度的目的，但其操作繁琐，对谐振腔的平行度要求也很高，不利于大规模应用。

因此，如何实现激光输出脉宽可调，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种主动调Q激光器及其脉宽调制方法，通过设置电压调整电路，输出变化率可调的电压，并通过调Q电路将变化率可调电压施加到调Q晶体模块上，实现对Q值的调整，从而实现激光脉宽的调整。

第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种主动调Q激光器的脉宽调制方法，包括主动调Q模块，调整谐振腔Q值的变化率，即调整Q值由Q1变化到Q2的时间大小，实现对激光输出脉宽的调整。

本发明进一步设置为：主动调Q模块包括调Q晶体模块，改变施加在调Q晶体模块上的电压上升或/和下降的速率，实现对谐振腔Q值变化率的调整。

本发明进一步设置为：主动调Q激光器包括主动调Q电路、电压调整模块，电压调整模块与主动调Q电路连接，用于给主动调Q电路提供电压，电压调整模块用于输出可调变化变化率的电压，主动调Q电路用于根据可调变化变化率的电压，调整谐振腔Q值的变化率，实现对激光输出脉宽的调整。

第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种主动调Q激光器，包括电压调整模块、泵浦源、耦合单元、输入端、增益晶体、主动调Q模块、输出端，主动调Q模块包括调Q晶体模块、主动调Q电路，泵浦源、耦合单元、输入端、增益晶体、调Q晶体模块、输出端沿同一光轴依次顺序设置；电压调整模块与主动调Q电路连接，用于给主动调Q电路提供电压，电压调整模块用于输出可调变化率的电压，主动调Q电路用于根据可调变化率的电压，调整谐振腔Q值的变化率，实现对激光输出脉宽的调整。