一种被动调Q脉冲激光器的制作方法

本申请涉及光，特别涉及一种被动调q脉冲激光器。

背景技术：

1、随着激光技术在精密制造、三维成像雷达和医疗等领域的应用不断深化，市场对光源性能，特别是对激光偏振态的控制，提出了更高要求。在被动调q固体脉冲激光器技术路线中，输出稳定的线偏振脉冲，对于提升材料加工的精细度和探测系统的信噪比具有重要影响。因此，寻求一种能高效产生线偏振脉冲的被动调q激光器技术方案，具有显著的市场价值和技术意义。

2、然而，一个仅由增益介质、饱和吸收体和腔镜构成的基础被动调q激光器，若其内部光学元件均为各向同性或呈轴对称设计，谐振腔本身对不同偏振方向的光波通常没有明显的损耗差异。在这种情况下，其输出激光的偏振态可能呈现随机性或非偏振特性，导致该类激光器在应用于偏振敏感场景时性能受限。例如，在需要利用偏振态进行精细控制的材料加工中，随机偏振的激光难以实现可预测的、均一的效果；而在依赖偏振信息进行目标识别或噪声抑制的激光雷达系统中，非偏振光源则无法提供必要的信号维度，可能导致探测能力和抗干扰能力下降。

3、为应对上述问题，现有技术的一种常见做法是在激光谐振腔中集成一个专用的偏振选择元件，如薄膜偏振器（tfp）或格兰棱镜。这类方案通过引入一个对不同偏振态具有显著损耗差异的独立器件，来促使激光器以单一线偏振模式工作。但是，这种增加独立元件的方案也引入了新的问题：额外增加的光学元件不仅使激光器的光路结构更为复杂，增加了装配难度和潜在的故障点，而且该元件自身的插入损耗也会降低激光器的整机光-光转换效率。此外，增加元件也通常意味着系统体积和制造成本的增加，这与当前激光设备小型化、轻量化和高性价比的发展趋势存在矛盾。

技术实现思路

1、本实用新型的目的，正在于克服上述现有技术中存在的缺陷，旨在提供一种无需引入额外独立光学元件即可实现偏振控制，从而能够兼具高能量转换效率、高运行可靠性、结构紧凑且成本可控的被动调q脉冲激光器。

2、实用新型一种被动调q脉冲激光器，包括：

3、光学泵浦装置；

4、激光增益介质，位于光学泵浦装置的出光光路上；以及

5、包含所述激光增益介质的激光谐振腔；所述谐振腔内还包括一个板状的饱和吸收体晶体， 其中，该饱和吸收体晶体包括有两个未经镀膜的通光面，并被配置为以布儒斯特角截取腔内激光束光路。

6、本申请提供的一种被动调q脉冲激光器，能达到如下技术效果：

7、1.通过功能集成实现偏振控制，避免了独立元件的插入损耗：本方案利用饱和吸收体晶体本身作为布儒斯特角偏振选择元件。根据布儒斯特原理，p偏振光与s偏振光在布儒斯特角入射时具有不同的反射率，在谐振腔中形成损耗差异，从而抑制s偏振光并使p偏振光振荡。此设计在实现偏振控制的同时，避免了独立偏振元件带来的额外插入损耗，有助于提升激光器的能量转换效率。

8、2.有助于提升器件的可靠性与损伤阈值：本实用新型采用未经镀膜的饱和吸收体晶体，其通光面为高精度抛光的晶体本身，其激光损伤阈值通常高于光学镀膜。这种设计移除了镀膜层这一在高峰值功率下较易损伤的环节，有助于增强激光器在高功率工况下的长期运行稳定性。

9、3.通过对称结构补偿像散，改善光束质量：在部分实施例中，通过两块饱和吸收体均以布儒斯特角对称放置，利用第二个元件产生的像散来补偿第一个元件引入的像散。这种设计能够有效校正光束的椭圆化，获得圆度更高、m²因子更优的光束，从而提升激光的聚焦性能。

1.一种被动调q脉冲激光器，其特征在于，包括：

2. 根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于，所述激光谐振腔(20)为一平凹腔，所述输入镜(21)为一凹面镜，所述输出耦合镜(22)为一平面镜；进一步地，

3.根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述光学泵浦装置(10)与激光增益介质(30)之间还设置有整形并聚焦泵浦光的泵浦光学系统(12)，且所述光学泵浦装置(10)为半导体激光芯片阵列，所述泵浦光学系统(12)包括一个用于准直所述半导体激光芯片阵列快轴方向光束的快轴准直透镜(120)及对光束进行聚焦的泵浦聚焦透镜(122)，且所述泵浦光学系统(12)被配置为将所述泵浦光聚焦成一个与谐振腔基模体积匹配的光斑。

4.根据权利要求2所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于，所述饱和吸收体晶体(40)被设置在所述激光谐振腔(20)的束腰区域内；所述激光增益介质(30)被设置在所述激光谐振腔(20)内、光斑直径大于束腰直径的区域。

5.根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光谐振腔(20)内有两块未经镀膜的饱和吸收体晶体(40)，两块饱和吸收体晶体(40)呈八字形对称设置，并且都被配置为以布儒斯特角截取腔内激光束光路。

6.根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光增益介质(30)为一各向异性晶体，其具有最大受激发射截面的晶轴方向，被设置为与由所述饱和吸收体晶体(40)的布儒斯特角放置所确定的腔内激光p偏振光的振动方向平行。

7.根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光谐振腔(20)为一物理腔长度在10mm至60mm之间的短谐振腔；所述饱和吸收体晶体(40)是初始透过率高于60%的掺铬钇铝石榴石（cr:yag）晶体；并且，所述输出耦合镜(22)对激光波长具有15%至60%透过率。

8. 根据权利要求1所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光增益介质(30)为掺镱钇铝石榴石（yb:yag）晶体；并且，所述输出耦合镜(22)对1030nm波长具有在15%至60%范围内的透过率。

9. 根据权利要求8所述的一种被动调q脉冲激光器，其特征在于：所述光学泵浦装置(10)的出射波长中心位于930nm至950nm 的范围内；或者