传导冷却的高重复频率Nd:YAG单频激光器

摘要

一种传导冷却的高重复频率Nd:YAG单频激光器，利用改进的谐振探测方法获得了种子注入单频脉冲激光。激光谐振腔采用U形腔，两个高峰值功率的LD从端面泵浦激光晶体，利用高精度的TEC来给激光晶体控温。随着压电陶瓷上所加电压的变化，两次从布儒斯特角起偏片反射出来的种子光发生干涉，时序控制系统处理光电二极管接收到的干涉信号，并在极大值时打开调Q开关，输出近衍射极限的单频脉冲激光。根据出光时间的变化，系统给出负反馈，使腔长保持稳定。本发明有着高重复频率、高能量、传导冷却、窄线宽、高频率稳定性、结构紧凑和工作稳定的特点。

主权项

一种传导冷却的高重复频率Nd:YAG单频激光器，特征在于其结构包括腔外种子光路部分(1)，U形从动谐振腔(2)及电学控制处理部分(3)三部分：所述的腔外种子光路部分(1)由沿光路方向依次的种子激光器(1‑1)、隔离器(1‑2)、半波片(1‑3)、第一四分之一波片(1‑4)、耦合透镜组(1‑5和1‑6)和与光路成45°放置的第一反射镜(1‑7)和第二反射镜(1‑8)组成，所述的45°反射镜组(1‑7和1‑8)使种子光进入所述的U形从动谐振腔(2)内，并且光路与所述的U形从动谐振腔的振荡光路一致；所述的U形从动谐振腔(2)包括后腔镜(2‑6)和输出镜(2‑13)，由后腔镜(2‑6)至输出镜(2‑13)依次是调Q晶体磷酸二氘钾(2‑7)、第二四分之一波片(2‑8)、布儒斯特角起偏片(2‑9)、第三四分之一波片(2‑10)、第一分光镜(2‑4)、键合Nd:YAG晶体(2‑5)、第二分光镜(2‑14)、第四四分之一波片(2‑11)和负透镜(2‑12)，所述的第一分光镜(2‑4)和第二分光镜(2‑14)与光路成45°，对808nm高透，且对1064nm高反，形成“U”型谐振腔；该谐振腔采用双端泵浦，一端由第一泵浦源(2‑1)、第一泵浦耦合系统(2‑2和2‑3)构成，另一端由第二泵浦源(2‑17)和第二泵浦耦合系统(2‑15和2‑16)构成；所述的电学控制处理部分(3)由光电二极管(3‑1)、紧固于后腔镜(2‑6)的第一压电陶瓷(3‑2)、紧固于输出镜(2‑13)的第二压电陶瓷(3‑3)、压电陶瓷驱动电源(3‑4)和时序控制系统(3‑5)构成，所述的压电陶瓷驱动电源(3‑4)的输出端分别与所述的第一压电陶瓷(3‑2)和第二压电陶瓷(3‑3)的输入端相连，所述的时序控制系统(3‑5)的输入端接所述的光电二极管的输出端相连，所述的时序控制系统(3‑5)的输出端分别与所述的压电陶瓷驱动电源(3‑4)的输入端、所述的调Q晶体磷酸二氘钾(2‑7)的控制端、第一泵浦源(2‑1)和第二泵浦源(2‑17)的控制端相连；所述的时序控制系统(3‑5)在每个工作周期的起始点给第一泵浦源(2‑1)和第二泵浦源(2‑17)触发信号，二者发出泵浦光到激光晶体上，通过压电陶瓷驱动电源(3‑4)在每个脉冲泵浦期内在第二压电陶瓷(3‑3)上施加一斜坡电压，以调整激光谐振腔长，所述的调Q晶体磷酸二氘钾(2‑7)、四分之一波片(2‑8)和布儒斯特角起偏片(2‑9)构成升压式电光调Q开关，当时序控制系统(3‑5)检测到所述的光电二极管(3‑1)上种子光经过从动谐振腔(2)形成的干涉信号的峰值时，将所述的电光调Q开关(2‑7)打开，随即输出单频激光，所述的第一压电陶瓷(3‑2)在每次输出激光之后，所述的压电陶瓷驱动电源(3‑4)给所述的第一压电陶瓷(3‑2)施加一直流电压，以保持出光时间的稳定。