棱镜转镜Q开关的驱动设计及稳定性分析

为了实现转镜的高转速、连续可调以及高度稳定性,对转镜Q开关的高速电机及其驱动控制系统进行了设计。采用AVR单片机、栅极驱动集成模块和IGBT设计了控制高速电机的变频驱动系统。实验结果表明:所设计的高速电机转速<60.8 kr/min时,驱动系统可平稳转动且无抖动现象,而且还能实现转镜Q开关的快速关断。将设计的棱镜转镜Q开关应用于二极管泵浦固态激光器(DPSSL)中,在转速为43 kr/min时,实现了具有14 kHz高重复频率大功率快速关断能力的Q开关技术,获得了小于百纳秒的脉宽输出,是目前转镜技术得到的最佳结果。

全固态激光器14kHzQ脉冲实验研究

在激光二极管抽运固体激光器(DPSSL)中设计一种由无刷电机驱动,采用棱镜作为旋转反射镜的转镜Q开关。设计了20只棱镜的转盘,获得重复频率14.3 kHz的激光脉冲,实现了千赫兹高重复频率大功率关断能力的Q开关技术。在逐步提高转镜转速来缩短Q开关时间的实验中,激光脉冲序列相应递减,当棱镜转镜转速为4.3×104r/min时,获得脉宽89 ns,重复频率14.3 kHz的1064 nm高重复频率脉冲输出。当输入功率为795 W时,获得平均功率100 W脉冲输出,电-光转换效率为12.5%,峰值功率达到78.3 kW。实验结果说明,棱镜转镜Q开关是实现全固态激光器千赫兹Q脉冲输出的可行技术途径之一。