低电压叠层铌酸锂电光Q开关

技术领域

本发明涉及脉冲激光调Q器件领域，具体涉及一种低电压叠层铌酸锂电光Q开关。

背景技术

调Q技术是目前获得短脉冲激光最常用的方式之一，它的出现是高峰值功率激光发展历史上的一个重要突破。相比于其他的调Q技术，电光调Q技术具有主动可控、开关速率快、关断能力强、消光比高等优点，容易获得稳定的高峰值功率窄脉宽激光输出，峰值功率可达到数百兆瓦，且输出时间可以精确控制，激光器与其他的联动仪器之间能够做到高精度同步。因此，电光Q开关已成为目前应用最为广泛的一种调Q开关。

铌酸锂晶体是极少数可实用化的电光调Q晶体之一，其具有生长技术成熟、成本较低、物化性能稳定、不潮解、电光系数较大、易加工等优点，能够满足较大口径光电器件制备的需求，且其作为单轴晶体，不需要采用两块晶体补偿自然双折射，仅用单块晶体便可实现电光调Q，器件结构紧凑稳定，无需特殊封装，调试简单方便，并且可在宽温度范围内工作，因此铌酸锂电光Q开关在中低功率脉冲激光器中得到了广泛应用。

但不足的是，现有铌酸锂电光Q开关的半波电压较高。无论是传统的

虽然这些构型的铌酸锂电光Q开关都采用的是横向调制方式，可通过增加晶体的纵横比来降低半波电压，但受晶体光学质量的影响，晶体越长，电光Q开关的消光比越低，因此长度受到限制，而较小的通光口径无法满足许多实际应用需求。

发明内容

本发明提出了一种低电压叠层铌酸锂电光Q开关，解决了目前铌酸锂电光Q开关半波电压高、无法兼顾低半波电压和大通光口径的问题。

实现本发明的技术方案是：

一种低电压叠层铌酸锂电光Q开关，由若干块矩形薄片式铌酸锂晶体沿厚度方向叠合而成，各晶体的切型、尺寸、膜层镀制等完全相同，铌酸锂晶体的厚度方向为加电场方向，长度方向为通光方向，各个晶体厚度方向的两晶面均镀有电极。

优选的，各铌酸锂晶体按照相邻两晶体绕长度方向相对旋转180°的方式叠合在一起，长度、宽度和厚度方向分别平行，各铌酸锂晶体的通光面处于同一平面，整个通光面抛光并镀制激光增透膜。

从各铌酸锂晶体的接缝处引出电极，采用并联加电的方式，正负电极相间排列。

所述铌酸锂晶体厚度

所述矩形薄片式铌酸锂晶体为

所述矩形薄片式铌酸锂晶体的厚度方向镀制金属电极或透明电极。

所述矩形薄片式铌酸锂晶体之间通过填涂导电胶、在接缝处点胶或使用机械夹具固定在一起。

优选地，组成器件的晶体块数原则上没有限制，考虑到制备和应用的需求，以2~10块为佳。

本发明的有益效果是：

（1）半波电压能够大幅降低。对于横向调制的电光Q开关，其半波电压与晶体的纵横比成反比，本发明通过将多块矩形薄片叠合，采用并联加电的方式，在保证相同通光口径的情况下，半波电压可以降低数倍，有利于实际应用。

（2）本发明可以克服晶体生长尺寸的限制，用于制备大口径铌酸锂电光Q开关，满足高功率激光需要。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明低电压叠层铌酸锂电光Q开关的结构示意图。

图2为本发明实施例1中叠层铌酸锂电光调Q激光的输出光斑。

图3为本发明实施例2中叠层铌酸锂电光调Q激光的输出光斑。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种低电压叠层铌酸锂电光Q开关，由三块矩形铌酸锂晶体薄片叠合而成，每块晶体尺寸为3mm×9mm×18.8mm (

（1）为了减小三块晶体的各轴向偏差，首先将晶体定向切割成尺寸为9mm×9mm×18.8mm(

（2）标记好晶体各轴正负向，各

（3）对叠合后的

将此叠层电光Q开关应用在Nd：YAG激光器中，采用并联加电方式，正负电极相间排列。在1/4波电压加压式调Q方式下，获得了稳定的脉冲激光输出。重复频率为10Hz时，单脉冲输出能量约为160mJ，脉冲宽度约为10ns，动态1/4波电压为1200V，是相同口径传统

实施例2

一种低电压叠层铌酸锂电光Q开关，由两块矩形铌酸锂晶体薄片叠合而成，每块晶体切型为

（1）为了减小两晶体的各轴向偏差，首先将晶体按照

（2）标记好晶体各轴正负向，厚度方向的各晶面抛光并镀制Au/Ti电极，将一块晶体绕长度方向旋转180°与另一块晶体叠合，使通光面处于同一平面，在接缝处点胶进行固定；

（3）对叠合后的通光面抛光并镀制1064nm增透膜，采用导电胶从开关上下表面及接缝处引出电极，然后用装配支架固定。

将此叠层电光Q开关应用在Nd：YAG激光器中，开关厚度或宽度方向与激光器中偏振镜的透振方向成45°角放置，开关上下表面的电极连接调Q电源的正极，接缝处的电极连接电源负极。在不加1/4波片或者检偏镜的情况下，实现了1/4波电压加压式电光调Q，获得了稳定的脉冲激光输出。重复频率为10Hz时，单脉冲输出能量约为160mJ，脉冲宽度约为10ns，动态1/4波电压为1400V，图3为采用3倍激光扩束镜扩束后输出镜端的激光光斑。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。