[发明专利]方波泵浦多次调Q产生可调串脉冲的激光装置及方法

摘要

本发明公开了一种方波泵浦多次调Q产生可调串脉冲的激光装置及方法，涉及激光技术领域。该装置包括：调Q单元和在所述装置的激光光束传播方向同轴顺次设置全反射镜、调Q晶体、四分之一波片、偏振片、泵浦装置和输出镜。该方法：泵浦源开始工作，积累高能级电子，无激光脉冲输出，在高能级电子积累量达到预设值时，开始向调Q晶体加电压，在谐振腔内形成激光振荡，使积累的高能级电子向低能级跃迁并释放光子，输出第一个激光脉冲；从第一个激光脉冲输出开始，每隔时间间隔t输出一个激光脉冲，形成激光脉冲串，直到泵浦源停止工作为止。本发明实现了用长脉冲方波泵浦多次调Q产生可调串脉冲激光，避免激光器输出参数改变及激光器光学元器件损伤。

主权项

1.一种方波泵浦多次调Q产生可调串脉冲的激光装置，其特征在于，在所述激光装置的激光光束传播方向同轴顺次设置全反射镜、调Q晶体、四分之一波片、偏振片、泵浦装置和输出镜；所述激光装置还包括与调Q晶体连接的调Q单元；所述调Q单元是调Q电路，所述调Q电路在谐振腔外靠近所述调Q晶体的位置固定；使用上述装置实现方波泵浦多次调Q产生可调串脉冲的激光方法，该方法包括：全反射镜和输出镜组成谐振腔；设置调Q电路向调Q晶体加电压的时间间隔t和加电压的次数m；泵浦源开始工作，在泵浦装置中的激光晶体中积累高能级电子，无激光脉冲输出，在高能级电子积累量达到预设值时，开始向调Q晶体加电压，谐振腔内形成激光振荡，使积累的高能级电子向低能级跃迁并释放光子，输出第一个激光脉冲；从第一个激光脉冲输出开始，每隔时间间隔t输出一个激光脉冲，形成激光脉冲串，直到泵浦源停止工作为止；在泵浦源形成的泵浦脉冲持续时间内，可任意调节加电压的时间间隔t和加电压的次数M，所述加电压次数m与输出的脉冲串中的激光脉冲个数相同，相邻两个激光脉冲之间的脉冲间隔与一一对应的相邻两次加电压的时间间隔t相同；所述泵浦源形成的泵浦脉冲为长脉冲方波泵浦；第一激光脉冲信号输出，具体为：S1，泵浦源开始工作；S2，不向调Q晶体加电压，泵浦装置中产生的光子依次经过偏振片、四分之一波片、调Q晶体后，被全反射镜反射沿原路返回后再 依次经过调Q晶体和四分之一波片，被偏振片反射出谐振腔；无激光脉冲输出；S3，激光晶体不断积累高能级电子直至高能级电子的积累量达到预设值，调Q电路开始向调Q晶体施加电压，使从泵浦装置中发射出来的自发辐射光子在相位变化量为2π后进入激光晶体，诱使高能级电子向低能级跃迁并释放光子，光子数急剧增多，经过谐振腔反馈，光子在激光晶体中往返几次，从泵浦源开始发光到自发辐射光子进入激光晶体这段时间跃迁到上能级的电子全部都会跃迁到下能级并释放出相对应数量的光子，形成一个激光巨脉冲并输出；S4，调Q电路停止向调Q晶体施加电压，重复S2‑S3；相邻两次加电压的时间间隔t相等。