[其他]在一個聲光器件中同時實現(xiàn)激光調(diào)Q鎖模的方法及行-駐波雙功能聲光器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000004747
• 申請日: 1986-07-15
• 公開（公告）號: CN1005747B
• 公開（公告）日: 1989-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃國標;王箭;陳文友;董沙雷
• 申請（專利權(quán)）人: 華中工學(xué)院;電子工業(yè)部第二十六研究所
• 代理公司: 華中工學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 狄唯菁;張愛慶

在一個聲光器件中同時實現(xiàn)激光調(diào)Ｑ鎖模的方法及用于該方法的行－－駐波雙功能聲光器件。該方法是在同一個介質(zhì)中建立行波和駐波二維超聲場，當光線沿著分別與行波和駐波波面成布喇格角的方向入射時，在二個方向產(chǎn)生布喇格衍射，在激光器中同時起調(diào)Ｑ和鎖模作用。該聲光器件由聲光介質(zhì)、駐波換能器、行波換能器、吸聲材料匹配網(wǎng)絡(luò)和高頻插座組成。本發(fā)明可提高連續(xù)Ｎｄ：ＹＡＧ調(diào)Ｑ／鎖模激光器的輸出功率，降低制造成本，擴展應(yīng)用范圍。

本發(fā)明屬于激光器類。

連續(xù)Nd∶YAG調(diào)Q/鎖模激光器是產(chǎn)生較高峰值功率的微微秒（10^-12秒）超短激光脈沖的重要方法。由于該激光器具有較高的穩(wěn)定性和脈沖重復(fù)率高、壽命長等優(yōu)點，因而成為當前瞬態(tài)光譜學(xué)、激光化學(xué)、激光生物學(xué)等領(lǐng)域的重要研究工具，同時還可直接應(yīng)用于激光醫(yī)療和光導(dǎo)纖維測試等。但是由于這種激光器腔內(nèi)插入件多，僅聲光器件就有四個反射面和二個吸收體，所以腔內(nèi)損耗大，使該激光器輸出的超短光脈沖序列的平均功率一般都比較低。因此，提高這種激光器的平均功率和擴大其應(yīng)用范圍，是當前國內(nèi)外研究的發(fā)展趨勢。

現(xiàn)有的單功能聲光器件分別為Q開關(guān)聲關(guān)器件和鎖模聲光調(diào)制器，只能在每一個介質(zhì)中建立一維超聲場，即Q開關(guān)聲光器件在一個聲光介質(zhì)內(nèi)建立一維行波場，鎖模聲光調(diào)制器在另一個聲光介質(zhì)內(nèi)建立一維駐波場。當這二種聲光器件分別插入激光腔內(nèi)不同位置并滿足各自不同的入射條件時，才能實現(xiàn)同時調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)。目前國外制造連續(xù)Nd∶YAC調(diào)Q/鎖模激光器的主要公司是美國的Spec＊aphysics公司和Quantronix公司，他們均采用在激光諧振腔內(nèi)同時插入兩個單功能聲光器件，即行波聲光Q開關(guān)和駐波聲光鎖模調(diào)制器，來達到同時調(diào)Q/鎖模運轉(zhuǎn)的目的。這種聲光器件由于材料昂貴，工藝復(fù)雜、難度大，成品率不高，因而價格較高，每只聲光器件折合人民幣5000元以上。

本發(fā)明的目的在于減少激光腔內(nèi)插入件損耗，提高連續(xù)Nd∶YAG調(diào)Q/鎖模激光器的輸出功率，降低激光器的成本。

本發(fā)明的內(nèi)容是：

1.在同一介質(zhì)中建立行波和駐波二維超聲場。可以在聲光介質(zhì)的X方法（見圖1）建立行波超聲場，在與X方法正交的Y方向建立駐波超聲場。光線可以沿著分別與行波波面和駐波波面形成布喇格角（Bragg）的方向入射，在X和Y二個方向產(chǎn)生布喇格衍射，在激光器中同時起調(diào)Q與鎖模的作用。

2.用于激光調(diào)Q鎖模方法的行-駐波雙功能聲光器件。該聲光器件是由聲光介質(zhì)、駐波換能器、行波換能器、吸聲材料、高頻插座組成，高頻插座裝在聲光器件二側(cè)，行波換能器與駐波換能器的射頻驅(qū)動信號分別通過高頻插座輸入，聲光器件的匹配網(wǎng)絡(luò)采用金屬隔離屏蔽，該匹配網(wǎng)絡(luò)可以由微調(diào)電容器、環(huán)形鐵芯電感組成且與行波換能器和駐波換能器的引出線相連。在位于駐波換能器對面的底座上還有一個空氣隙。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1.由于用了一個雙功能聲光器件代替通常的兩個單功能聲光器件，使連續(xù)Nd∶YAG調(diào)Q/鎖模激光器的腔內(nèi)總的插入光損耗減少約30%，從而使這類激光器的輸出功率大幅度提高，大大擴展了其應(yīng)用范圍。

2.本發(fā)明由于只采用一個聲光器件，因此使激光器的制造成本大大降低。

附圖說明及發(fā)明實例：

圖1為二維聲光器件示意圖。

圖2為二維聲光器件作用原理圖。

圖3為二維聲光器件結(jié)構(gòu)圖。

（1）為石英玻璃（融凝石英）聲光介質(zhì)，該聲光介質(zhì)與Z軸正交的兩個平面為通光面，在介質(zhì)的兩個相互垂直的側(cè)面粘結(jié)或銦焊著駐波換能器（2）和行波換能器（3）。換能器是兩片極化方向相反的36°Y切LN晶片，在其背面的電極需傾斜一個布喇格角。與行波換能器（3）相對的介質(zhì)面有一個傾斜倒角φ，并涂有一層適當厚度的鉛橡膠吸聲材料（4）;與駐波換能器（2）相對的介質(zhì)面是一個平行度與平整度均較好的表面，并在與其粘結(jié)的金屬底座上開一空氣隙槽（9），這樣有利于駐波超聲場的形成。