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

無效

• 申請號: 86104747
• 申請日: 1986-07-15
• 公開（公告）號: CN86104747A
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發明（設計）人: 黃國標;王箭;陳文友;董沙雷
• 申請（專利權）人: 華中工學院;電子工業部第二十六研究所
• 主分類號: H01S3/117
• 分類號: H01S3/117;H01S3/10;G02F1/11;G02F1/33
• 代理公司: 華中工學院專利事務所
• 代理人: 狄唯菁,張愛慶

本發明屬于激光器類。

連續Nd：yAG調Q/鎖模激光器是產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定性和脈沖重復率高、壽命長等優點，因而成為當前瞬態光譜學、激光化學、激光生物學等領域的重要研究工具，同時還可直接應用于激光醫療和光導纖維測試等。但是由于這種激光器腔內插入件多，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用范圍，是當前國內外研究的發展趨勢。

現有的單功能聲光器件分別為Q開關聲光器件和鎖模聲光調制器，只能在每一個介質中建立一維超聲場，即Q開關聲光器件在一個聲光介質內建立一維行波場，鎖模聲光調制器在另一個聲光介質內建立一維駐波場。當這二種聲光器件分別插入激光腔內不同位置并滿足各自不同的入射條件時，才能實現同時調Q鎖模運轉。目前國外制造連續Nd：yAG調Q/鎖模激光器的主要公司是美國的Spectra-Physics公司和Quantronix公司，他們均采用在激光諧振腔內同時插入兩個單功能聲光器件，即行波聲光Q開關和駐波聲光鎖模調制器，來達到同時調Q/鎖模運轉的目的。這種聲光器件由于材料昂貴，工藝復雜、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。

本發明的目的在于減少激光腔內插入件損耗，提高連續Nd：yAG調Q/鎖模激光器的輸出功率，降低激光器的成本。

本發明的內容是：

1.在同一介質中建立行波和駐波二維超聲場。可以在聲光介質的X方向（見圖1）建立行波超聲場，在與X方向正交的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二個方向產生布喇格衍射，在激光器中同時起調Q與鎖模的作用。

2.用于激光調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、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，行波換能器與駐波換能器的射頻驅動信號分別通過高頻插座輸入，聲光器件的匹配網絡采用金屬隔離屏蔽，該匹配網絡可以由微調電容器、環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。

本發明的優點在于：

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Nd：yAG調Q/鎖模激光器的腔內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，大大擴展了其應用范圍。

2.本發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為二維聲光器件結構圖。

（1）為石英玻璃（融凝石英）聲光介質，該聲光介質與Z軸正交的兩個平面為通光面，在介質的兩個相互垂直的側面粘結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）相對的介質面有一個傾斜倒角，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）相對的介質面是一個平行度與平整度均較好的表面，并在與其粘結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。

當入射光沿圖2中A、B兩平面的交線入射時，若聲光作用長度L大于特微長度，將會分別在^xoz_yoz平面上同時產生具有較高衍射效率的布喇格衍射。入射光可以通過聲光器件的固定小平臺進行方位和俯仰角微調，以達到α＝ψ＝θ_B（布喇格角）。調整激光器的物理腔長α，使其與駐波調制頻率f滿足鎖模條件：f＝ (C)/(2α) ，同時用一個500HZ-10KHZ的方法調制行波的射頻電信號，則激光器同時滿足鎖模和調Q條件，實現調Q/鎖模運轉。

在聲光器件二側裝有高頻插座（5），在同軸電纜與二個換能器之間設置有阻抗匹配網絡，匹配網絡由微調電容（6）、環形鐵芯電感（7）組成，該網絡與行波換能器和駐波換能器的引出線（10）相連。為了防止兩個頻射電源的交叉耦合調制干擾而導致兩個超聲場的交又干擾，分別在兩組匹配網絡上加金屬屏蔽罩，金屬屏蔽罩由屏蔽擋板（11）和冂形薄金屬蓋板（12）組成。