[其他]多脈沖、窄脈寬紅寶石激光器

無效

• 申請號: 85100536
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100536A
• 公開（公告）日: 1986-08-13
• 發明（設計）人: 王鐘銘;張超;焦天香;陸振華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/08;H01S3/04
• 代理公司: 上海交通大學專利事務所
• 代理人: 周文娟

本發明屬于多用途激光光學及微電腦控制的綜合技術領域，是一種用于激光全息攝影技術中的多脈沖、窄脈寬紅寶石激光器。

在已有技術中，美國阿波羅激光公司研制的阿波羅紅寶石激光器是由紅寶石激光器光路系統，密閉的冷凍器水冷卻系統以及控制電路系統三大部分組成。其紅寶石激光器光路系統見附圖1所示，由全反射鏡（7），紅寶石（8），氙燈（3），KD^＊P調Q開關（10），標準具（11），小孔板（12），半透鏡（13）構成的諧振腔中，氙燈作為光泵，發出的光子轟擊紅寶石晶體使晶體質點從低能級躍遷到穩定的高能級進行粒子數反轉，反轉的粒子數越聚越多。由KD^＊P調Q開關控制反轉的粒子躍回原低能級，諧振腔發出激光脈沖。KD^＊P調Q開關是磷酸二氘鉀晶體，當KD^＊P調Q開關兩端電壓加到2000伏至3000伏時，晶體規則轉角，使光脈沖通過，而KD^＊P調Q開關兩端電壓是由一套控制電路控制閘流管來實現的。小孔板用來限制橫模，標準具用來限制縱模，通過限模保證光能量不受損失，并可使脈寬變窄，提高光的單色性使分辨率提高，激光圖象清晰。

由諧振腔內發出的激光脈沖，經過全反射鏡（1）和（14），一級光放大（2），二級光放大（4），擴束鏡（5）和半透鏡（6）送到外光路，進行攝象、記錄。氦氖激光器（9）是用來調整光路的。

為了保證激光波長的單一性即防止紅寶石運行溫度的變化而引起激光特性的漂移，激光器還需要有冷卻系統。阿波羅紅寶石激光器采用密閉的冷凍器水冷卻系統，冷卻水是去離子水。

由于采用上述光路系統的阿波羅紅寶石激光器，只能發出一只二只或三只激光脈沖，脈寬為30毫微秒，且諧振腔內的標準具加工工藝復雜很難加工。阿波羅紅寶石激光器的三大系統，分成三部分安裝，體積大而重。

本發明是為了改進阿波羅激光器的上述缺點而自行設計研制的多脈沖窄脈寬紅寶石激光器。

該發明的激光器光路系統如附圖2所示，與阿波羅激光器光路系統不同之處在于采用了兩只諧振腔，每只諧振腔由全反射鏡（1），紅寶石（5），氙燈（4），KD^＊P調Q開關（3），染料調Q開關（2），小孔板（6），半透鏡（8）組成。分光鏡（7）和全反射鏡（17）使兩只諧振腔并聯而成，在發脈沖時是間隔輪流發脈沖，這樣可使紅寶石工作頻率低，而整機的工作頻率高，且發脈沖周期間隔可通過微電腦電路控制。每只諧振腔內用KD^＊P、染料調Q串聯開關，而不用標準具，染料調Q開關是一種內裝葉綠素D溶液或隱花氰溶液的玻璃容器，只有當光路中光強超過一定數值時，染料開關才起調Q作用，故串聯后脈寬可比阿波羅激光器的?。ㄐ∮诨虻扔?0毫微秒），提高了激光器的總體相干性。

該激光器控制KD^＊P調Q開關的主要控制元件是采用型號為FM-30的國產雙五極電子發射管，而FM-30雙五極電子發射管是由微電腦控制電路來控制的。由微電腦控制電路控制的FM-30雙五極電子發射管可使兩只KD^＊P調Q開關相繼開啟，使兩只諧振腔輪流發出激光脈沖。

該激光器光路系統只采用一級光放大（11），并用四分之一至二之之一波片（10）作光隔離裝置。通過半透鏡（12），擴束鏡（13）使激光脈沖送到外光路系統。離軸光記錄區調節板（14）放在該光路系統中。光路系統中還采用了氦氖激光器（16），全反射鏡（15）和垂直三角棱鏡（9）組成的調整光路系統。

該激光器采用半導體自控恒溫系統而不用密閉冷凍器水冷系統以減輕激光器重量，減少其體積。

本發明的激光器所發出的激光脈沖數最高可超過4只，脈寬小于或等于20毫微秒。激光器的總體相干性高于阿波羅激光器，且本紅寶石激光器光路系統、半導體自控恒溫系統以及微電腦控制系統三大部分是整體安裝，重量輕，約為60公斤，體積小，為0.4×0.4×0.8立方米。