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1、(10)申请公布号 CN 102610989 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 0 9 8 9 A *CN102610989A* (21)申请号 201110021169.1 (22)申请日 2011.01.19 H01S 3/081(2006.01) H01S 3/16(2006.01) H01S 3/101(2006.01) H01S 3/136(2006.01) (71)申请人中国科学院安徽光学精密机械研究 所 地址 230031 安徽省合肥市1110信箱 (72)发明人吴先友 李哲 王礼 杨经纬 蔡旭武 江海河 (54) 发明名称 输出透过率可调。
2、纳秒激光器 (57) 摘要 本发明公开了一种输出透过率可调纳秒激光 器。它包括高压氙灯(4)和激光振荡光路(6)上 的全反镜、1/4波片、激光晶体(5)、调Q晶体(9)， 特别是激光振荡光路(6)上依次置有第一全反镜 (1)、第一1/4波片(3)、激光晶体(5)、瑞利棱镜 (7)、调Q晶体(9)和第二全反镜(10)，第一1/4波 片(3)与其转轴和激光振荡光路(6)同轴向的旋 转器(2)相连接；所述的瑞利棱镜(7)与调Q晶 体(9)之间的激光振荡光路(6)上置有第1/4波 片(8)，所述的激光晶体(5)为Ho，Cr，Tm:YAG晶 体，所述的第一全反镜(1)和第二全反镜(10)的 反射面镀有对。
3、19002100nm波长的高反膜。它 能对激光器的输出透过率进行有效的调节，可广 泛地用于纳秒激光器。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种输出透过率可调纳秒激光器，包括高压氙灯(4)和激光振荡光路(6)上的全反 镜、1/4波片、激光晶体(5)、调Q晶体(9)，其特征在于： 所述激光振荡光路(6)上依次置有第一全反镜(1)、第一1/4波片(3)、激光晶体(5)、 瑞利棱镜(7)、调Q晶体(9)和第二全反镜(10)； 所述第一1/4波片(3。
4、)与旋转器(2)连接，所述旋转器(2)的转轴与激光振荡光路(6) 同轴向。 2.根据权利要求1所述的输出透过率可调纳秒激光器，其特征是瑞利棱镜(7)与调Q 晶体(9)之间的激光振荡光路(6)上置有第二1/4波片(8)。 3.根据权利要求2所述的输出透过率可调纳秒激光器，其特征是第一全反镜(1)为 Porro棱镜。 4.根据权利要求3所述的输出透过率可调纳秒激光器，其特征是激光晶体(5)为Ho， Cr，Tm:YAG晶体。 5.根据权利要求4所述的输出透过率可调纳秒激光器，其特征是Ho，Cr，Tm:YAG晶体 的两端面镀有对19002100nm波长的增透膜。 6.根据权利要求4所述的输出透过率可调。
5、纳秒激光器，其特征是第一全反镜(1)和第 二全反镜(10)的反射面镀有对19002100nm波长的高反膜。 7.根据权利要求4所述的输出透过率可调纳秒激光器，其特征是第一1/4波片(3)和 第二1/4波片(8)的两端面镀有对19002100nm波长的增透膜。 权 利 要 求 书CN 102610989 A 1/3页 3 输出透过率可调纳秒激光器 技术领域 0001 本发明涉及一种纳秒激光器，尤其是一种输出透过率可调纳秒激光器。 背景技术 0002 近期，基于输出波长为2m的激光器具有对人眼无伤害、水的高吸收率和强气溶 胶分散性的特点，引起了人们越来越多的关注。2m激光被广泛地用于大气环境监测、。
6、遥 感、测距、风力监测和医学应用领域。在激光的实际应用中，使其输出的脉冲能量的透过率 可人为地进行调整具有很强的实用价值。为了达此目的，人们常于已知腔内激光晶体的增 益和各光学元器件的损耗的基础上，经估算出最佳输出透过率后，由设定透过率的半反腔 片端输出。可是，这种结构的激光器存在着欠缺之处：因中红外调Q激光器的激光晶体的增 益低、腔内损耗大，热退偏现象严重，故很难确定其最佳透过率；当透过率选择过高时激光 器不能振荡、过低时输出能量小，而且反馈过大极易造成激光腔内光学元器件的损伤。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种结构合理，实 用的输出透过率可调纳。
7、秒激光器。 0004 为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：输出透过率可调纳秒激光器包 括高压氙灯和激光振荡光路上的全反镜、1/4波片、激光晶体、调Q晶体，特别是， 0005 所述激光振荡光路上依次置有第一全反镜、第一1/4波片、激光晶体、瑞利棱镜、 调Q晶体和第二全反镜； 0006 所述第一1/4波片与旋转器连接，所述旋转器的转轴与激光振荡光路同轴向。 0007 作为输出透过率可调纳秒激光器的进一步改进，所述的瑞利棱镜与调Q晶体之间 的激光振荡光路上置有第二1/4波片；所述的第一全反镜为Porro棱镜；所述的激光晶体 为Ho，Cr，Tm:YAG晶体；所述的Ho，Cr，Tm:YAG晶体的。
8、两端面镀有对19002100nm波长的 增透膜；所述的第一全反镜和第二全反镜的反射面镀有对19002100nm波长的高反膜； 所述的第一1/4波片和第二1/4波片的两端面镀有对19002100nm波长的增透膜。 0008 相对于现有技术的有益效果是，采用于激光振荡光路上依次置有第一全反镜、第 一1/4波片、激光晶体、瑞利棱镜、调Q晶体和第二全反镜，以及第一1/4波片与其转轴和激 光振荡光路同轴向的旋转器相连接的技术方案，通过对第一1/4波片光轴转角的调节和其 与瑞利棱镜的组合作用，既实现了激光器的输出透过率可调，又有着结构合理、实用和调节 便捷的特点。实现输出透过率可调的机理为，激光振荡光路上。
9、的光经过起偏器瑞利棱镜时， 偏振方向垂直于纸面的光从其侧向输出，偏振方向平行于纸面的光则通过第一1/4波片在 谐振腔中继续振荡，调节第一1/4波片光轴的转角，即调节了振荡光路中偏振方向垂直于 纸面的光和偏振方向平行于纸面的光之间的相对比，也就调节了激光器的输出透过率。采 用本技术方案后，针对使用不同的激光晶体及与其配套的光学元器件组成的激光器的输出 透过率进行了大量的测试，其结果表明，经调节得到的输出透过率平稳、顺滑。表1为随意 说 明 书CN 102610989 A 2/3页 4 选取的两组输出透过率测试数据，其中，输出1和输出2的泵浦能量分别为200J和160J，输 出的激光脉宽均为15n。
10、s。 0009 角度 78度 81度 84度 87度 90度 93度 96度 99度 输出1(mj) 232 270 325 316 246 195 192 195 输出2(mj) 83 168 186 188 134 109 96 95 角度 102度 105度 108度 111度 114度 117度 120度 输出1(mj) 235 253 290 277 196 140 89 输出2(mj) 139 180 190 176 152 122 78 0010 由表1可看出，随着第一1/4波片的光轴与振荡光路中偏振光的偏振方向之间夹 角的变化，输出单脉冲的能量也在不断地变化。输出脉冲能量在第一。
11、1/4波片的光轴与偏 振方向平行于纸面的偏振光相平行的角度沿逆时针转6度和顺时针转18度时达到峰值，其 对应的输出分别为325mJ和290mJ。其中的对称偏差为6度，这是由于激光晶体在高能量泵 浦时热致双折射产生了退偏效应，偏振光通过晶体时偏振角度单程产生了3度的旋转，按 对称修正后，逆时针和顺时针旋转角度均为12度，对应透过率为16.5。继续增大夹角，平 行于纸面方向的偏振光增强，输出透过率降低，输出能量减小。 0011 作为有益效果的进一步体现，一是瑞利棱镜与调Q晶体之间的激光振荡光路上优 选置有第二1/4波片，利于调节的稳定和增强；二是第一全反镜优选为Porro棱镜，便于其 与第一1/4。
12、波片之间的配合；三是激光晶体优选为Ho，Cr，Tm:YAG晶体，不仅性价比高，通 用性也较强；四是Ho，Cr，Tm:YAG晶体的两端面优选镀有对19002100nm波长的增透膜， 第一全反镜和第二全反镜的反射面优选镀有对19002100nm波长的高反膜，第一1/4波 片和第二1/4波片的两端面优选镀有对19002100nm波长的增透膜，均利于提高激光器 的整体效能。 附图说明 0012 下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。 0013 图1是本发明的一种基本结构示意图。 0014 图2是将表1中的测试数据图形化后的本发明输出的能量随第一1/4波片光轴转 角变化的波形图。 具体实施方。
13、式 0015 参见图1，激光振荡光路6上依次置有第一全反镜1、第一1/4波片3、激光晶体5、 瑞利棱镜7、第二1/4波片8、调Q晶体9和第二全反镜10；其中，第一全反镜1为Porro棱 镜，第一1/4波片3与其转轴和激光振荡光路6同轴向的旋转器2相连接，激光晶体5的两 侧置有高压氙灯4，激光晶体5为Ho，Cr，Tm:YAG晶体，其两端面镀有对19002100nm波长 说 明 书CN 102610989 A 3/3页 5 的增透膜，第一全反镜1和第二全反镜10的反射面镀有对19002100nm波长的高反膜， 第一1/4波片3和第二1/4波片8的两端面镀有对19002100nm波长的增透膜。 0016 使用时，只需调节旋转器2的转角，使与其相连接的第一1/4波片3的光轴相对于 激光振荡光路6中偏振光的偏振方向转动，就可在瑞利棱镜7上获得如或近似于图2所示 的输出透过率变化的激光束11。 0017 显然，本领域的技术人员可以对本发明的输出透过率可调纳秒激光器进行各种改 动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发 明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 说 明 书CN 102610989 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102610989 A 。