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1、SEMICONDUCTOROPTOELECTRONICSVol.24No.5Oct.2003光电技术应用毫秒激光器高频电光调Q技术121111宋贵才,全 薇,宁国斌,金光勇,梁 柱,闫晓媛(1.长春理工大学科技开发中心,吉林长春130022;21南开大学现代光学研究所,天津300071)摘 要:对连续激光器和脉冲激光器的理论进行了研究和分析,研制出毫秒量级宽脉冲Nd∶YAG激光器,其输出脉冲宽度为1～6ms,输出波长为1.064μm,能量为2～6J。利用电光效应,实现该激光器高重复频率电光调Q,调Q频率为1～5kHz,在每个宽脉冲中可以获得5～30个窄脉冲,每个窄脉冲宽度为30～
2、50ns。通过调节泵浦电脉冲的脉冲宽度,可以调整宽脉冲Nd∶YAG激光器的输出能量和脉冲宽度。关键词:毫秒脉冲Nd∶YAG激光器;高重复频率;电光调Q中图分类号:TN248.34文献标识码:A文章编号:1001-5868(2003)05-0354-03ResearchonMillisecondPulseNd∶YAGHighFrequencyQ2switchTechnique121111SONGGui2cai,QUANWei,NINGGuo2bin,JINGuang2yong,LIANGZhu,YANXiao2yuan(1.ResearchCenter,ChangchunUnive
3、rsityofScienceandTechnology,Changchun130022,CHN;2.InstituteofModernOptics,NankaiUniversity,Tianjin300071,CHN)Abstract:Inthispaper,themechanismofCW2laserandpulselaserareanalyzed.Anovelwidepulselaserisprovidedwhosepulsewidthis1～6ms,withthewavelengthof1.064μm,andtheoutputenergyof2～6J.Usinghighre
4、petitionfrequencyelectro2opticalQ2switchingatarepetitionof1～5kHz,aseriesofshortpulsecanbeobtained,whosewidthis30～50ns.ThepumpingpowerofthewidepulselaserisdependentonIVΔt,whereΔtisthewidthofelectric2pulse.BymodifyingΔt,theoutputpowerandpulsewidthcanbeadjusted.Keywords:millisecondpulseNd∶YAGlas
5、er;highrepetitionfrequency;electro2opticalQ2switching[2]1 引言右。连续激光器的能量比较大,但平均功率很低。脉冲激光器的输出峰值功率很高,可以达到兆瓦级,目前在实际应用中的固体激光器可以分成两但每个脉冲能量却很小。在机械加工、医疗等应用类,一类是由连续氪灯或连续半导体激光器泵浦的领域,需要大功率、大能量的激光。本文对连续激光固体激光器,其输出波长为1.064μm,平均功率为十器和脉冲激光器的理论进行了深入的研究和分析,几瓦至几百瓦。要获得高重复频率窄脉冲输出,多在此基础上研制出毫秒量级宽脉冲Nd∶YAG激光采用声光效应,对连
6、续激光进行声光调Q,或利用器,实现高重复频率电光调Q,获得波长为1.064μm饱和吸收体调Q,调Q窄脉冲宽度一般在10ns左的激光脉冲串,不仅可以输出足够大的激光能量,而[1]右。另一类是由脉冲氙灯或脉冲半导体激光器泵且能提供足够高的激光功率。浦的固体激光器,其输出激光脉冲宽度在200～250μs,要获得窄脉冲激光,一般应用电光效应,对2 理论分析脉冲激光进行电光调Q,在每一个脉冲宽度内只能激光器满足的阈值条件为得到一个窄脉冲激光信号,窄脉冲宽度为10ns左R1R2exp(Gth-α)2L=1(1)收稿日期:2003-03-18.式中:α是工作物质内的损耗,L为工作物质的长·35
7、4·《半导体光电》2003年第24卷第5期宋贵才等: 毫秒激光器高频电光调Q技术度,R1和R2分别为谐振腔的两个反射镜的反射∶YAG系统中,闪光灯泵浦能量为20J,持续时间为率,Gth为阈值增益。200μs,在典型的大型钕玻璃激光器中,闪光灯的泵在连续运转的激光器中,当满足阈值时,在激浦能量为5000J,持续时间小于500μs。但是,在Nd∶光器内往返的激光光强就要增大,但不会无限制地YAG连续激光器中,灯的输入功率通常在1～12kW增强。当激光器谐振腔内的光强上升时,由于饱和之
