CN102545003B - 提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，其应用于灯泵浦激光设备中，包括多个放大器、种子激光器以及反射镜系统。其中，该反射镜系统置设于种子激光器主激光的光路上，且包括反射镜组以及风车式结构，所述反射镜置于放大器旁，用以将主激光反射入放大器中；所述风车式结构正对种子激光器，其为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构，由一个以上反射镜枢设而成，在其上设置有电动转动装置。本发明优点在于，既提高了灯泵浦激光设备的工作效率，也节约了设备成本，亦为提高高能量、高重频灯泵浦激光器或者激光放大器的使用频率提供了解决办法，实用性强。

Description

提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统及方法

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种应用于大能量灯泵浦激光设备中，且用以提高频率的光学系统及方法。

背景技术

灯泵浦激光放大器以其价格低、泵浦能量高等特点，成为目前大能量(百焦耳级)激光设备或者激光放大设备的首选泵浦方式，但是由于应用该种泵浦方式下的大能量激光设备或者激光放大设备光-光转换效率较低，产生的废热较多，故设备的稳定性和热稳定性并不好。为提高设备的稳定性以及热稳定性，通常需要将灯泵浦激光放大器在经过充电、放电后，等待20分钟左右直至其恢复到初始状态，然后再次去对灯泵浦激光放大器中的激光晶体进行充能，虽然此20分钟左右的冷却过程有利于保证设备的稳定性和热稳定性，但是却产生了设备的效率较低的问题，每使用一次灯泵浦激光放大器便需要等候其20分钟，设备的使用频率非常低。

不过，由于灯泵浦激光放大器散热速度并不够迅速，如果一味的去加快工作效率，势必会引起灯泵浦晶体上积热过多，影响到晶体的热透镜效应，严重时还会引起氙灯散热不均而导致氙灯等危险。

针对上述，目前行业里，为了能够提高设备工作效率而采用的传统解决办法是：一是采用加大冷却水的流速以及水流量进行冷却的方式，二是采用多个半导体系统进行串联的方式。虽然上述两种方式在某种程度上保证了设备的稳定性和热稳定性，但是对于第一种方式而言，其带来的是整个设备的效率降低，而且提高的效率并不明显，而第二种方式，由于采用了半导体，输出能量以及所需要花费的价格不在同一个量级上(性价比不高)，因此，该上述两种方式在实际使用时都存在非常大的局限性。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种既可发挥灯泵浦高能量的优势，又可提高工作效率的光学系统。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，应用于灯泵浦激光设备中，包括多个放大器、种子激光器以及反射镜组件，该反射镜组件置设于种子激光器主激光的光路上。

进一步地，所述反射镜组件包括风车式结构以及反射镜组，其中，所述风车式结构正对种子激光器；所述反射镜组置于放大器旁，且所述反射镜组用以将风车式结构反射的主激光进一步反射入放大器中。

进一步地，所述放大器为灯泵浦激光器。

进一步地，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构，由一个以上反射镜枢设而成；所述风车式结构上设置有电动转动装置。

进一步地，所述反射镜组为一个以上反射镜组成。

此外，本发明还提供提高大能量灯泵浦激光设备工作频率的方法，包括以下步骤：提供一反射镜组件，且置于种子激光器的主激光光路上，用以将种子激光器的主激光反射入多个放大器中。

所述方法进一步提供一风车式结构，其由一个以上反射镜枢设而成，调整所述反射镜的转动位置，进而使得主激光交替被反射入放大器中。

进一步地，所述放大器为灯泵浦激光器。

进一步地，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构。

进一步地，所述风车式结构上设置有控制两个反射镜转动的电动转动装置。

本发明所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统及方法具有的优点如下：

通过风车式结构实现了交替将种子激光器的主激光反射入放大器中目的，且应用中无需等待放大器冷却，并且无需采用多个半导体系统进行串联的方式去保证灯泵浦激光设备的稳定性和热稳定性，既大大提高了灯泵浦激光设备的工作效率，又节约了设备成本，亦进一步为提高高能量、高重频灯泵浦激光器或者激光放大器的使用频率提供了解决办法，实用性强。

附图说明

图1为本发明一实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例来对本发明所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统及方法作进一步的详细说明。

本发明所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，应用于灯泵浦激光设备中。所述光学系统包括多个放大器、为放大器提供种子光源的种子激光器以及反射镜组件；其中，所述反射镜组件置设于种子激光器主激光的光路上，且包括反射镜组以及风车式结构，所述反射镜置于放大器旁，且主要用以将经风车式结构反射的主激光进一步反射入放大器中。

具体应用时，所述风车式结构正对种子激光器主激光，以便于更好的对种子激光器发出的主激光进行反射。

此外，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构，其由一个以上反射镜枢设而成，且在该风车结构上设置有电动转动装置，通过该电动转动装置，所述枢设的反射镜会轴向转动，进一步实现将主激光以不同角度进行反射的目的。

具体应用时，当风车式结构为一个反射镜枢设而成，使用时可通过电动转动装置依次在多个位置上实现转动变换，从而实现在不同角度对种子激光器的主激光进行反射，进一步在指定的时间为相应的放大器提供主激光；同理，所述风车式结构也可以是多个反射镜相互枢设而成，故应用时，系统的位置变换速度的要求降低了很多。

此外，在本发明中，所述反射镜组可以是多个反射镜构成，其中，所述反射镜与放大器一一对应。如此，在每个放大器使用时，只需要根据风车式结构中反射镜的转动角度以及该反射镜对主激光的反射角度，稍稍调整下放大器所对应的反射镜组中反射镜的位置，即可实现将风车式结构中反射镜所反射过来的主激光准确的反射入放大器中的目的。

在本发明中，所述放大器为灯泵浦激光器。

另外，相对于本发明所述一种提高大能量灯泵浦频率的光学系统，还提供一种可以提供大能量灯泵浦频率的方法，该方法包括：

提供一反射镜组件，该组件置于种子激光器的主激光光路上，且用以将种子激光器的主激光反射入多个放大器中。

上述方法进一步包括，提供一风车式结构，其由一个以上反射镜枢设而成，使用时调整所述反射镜的转动位置，且在电动转动装置的控制下实现主激光交替被反射入放大器中。

在该方法中，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构。

结合图1所示，以包括四组放大器以及反射镜的提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统为例去对本发明作详细说明。

见图1，在本发明实施例中，所述光学系统包括种子激光器10、第一放大器11、第二放大器12、第三放大器13、第四放大器14、风车式结构24以及由第一反射镜20、第二反射镜21、第三反射镜22和第四反射镜23构成的反射镜组。

其中，所述第一反射镜20对应于第一放大器11且用以将风车式结构24反射的主激光反射入第一放大器11中，第二反射镜21对应于第二放大器12且用以将风车式结构24反射的主激光反射入第二放大器12中，第三反射镜22对应于第三放大器13且用以将风车式结构24反射的主激光反射入第三放大器13中，第四反射镜23对应于第四放大器14且用以将风车式结构24反射的主激光反射入第四放大器14中。

所述风车式结构24正对于种子激光器10，当风车式结构24在电动转动装置的控制下转动时，种子激光器10的主激光会随着风车式结构24中反射镜的转动角度以不同角度反射出去。

在本实施例中，其是采用一个种子激光器10对应多个放大器的方式，故可以在一个放大器工作冷却恢复的时间内，种子激光器10可以与其它放大器配合工作，如此交替配合工作，在该方式中，种子激光器10无需等待放大器冷却，便可实现主激光被交替反射入各个放大器中，大大提高了系统的使用频率。

即，在本实施例中，见图1所示，在第一放大器11工作后冷却恢复的时间内，种子激光器10就可以与第二放大器12配合工作，然后待第二放大器12工作完毕后，且处于在冷却恢复时间内时，种子激光器10又可跟第三放大器13配合工作，以此类推，如此，种子激光器10平均到一个放大器上的等候时间就相对少了，以每个放大器的冷却恢复时间为20分钟，那么在本实施例中，四个放大器配合一个种子激光器10使用，则平均每次使用放大器只需等候5分钟，这样整个系统的使用频率就可以提升四倍。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，应用于灯泵浦激光设备，所述光学系统包括多个放大器以及种子激光器，还包括反射镜组件，该反射镜组件置设于种子激光器主激光的光路上，其特征在于，所述反射镜组件包括风车式结构以及反射镜组；其中，所述风车式结构正对种子激光器；所述反射镜置于放大器旁，且所述反射镜用以将风车式结构反射的主激光进一步反射入放大器中，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构，由一个以上反射镜枢设而成；所述风车式结构上设置有电动转动装置。

2.根据权利要求1所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，其特征在于，所述放大器为灯泵浦激光器。

3.根据权利要求1所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的光学系统，其特征在于，所述反射镜组为一个以上反射镜组成。

4.一种提高大能量灯泵浦激光设备频率的方法，包括以下步骤：提供一反射镜组件，且置于种子激光器的主激光光路上，用以将种子激光器的主激光反射入多个放大器中，其特征在于，所述方法进一步提供一风车式结构，其由一个以上反射镜枢设而成，调整所述反射镜的转动位置，进而使得主激光交替被反射入放大器中，所述风车式结构为具有上、下、左、右四个方向转动功能的四维转动结构。

5.根据权利要求4所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的方法，其特征在于，所述放大器为灯泵浦激光器。

6.根据权利要求4所述提高大能量灯泵浦激光设备频率的方法，其特征在于，所述风车式结构上设置有控制两个反射镜转动的电动转动装置。