CN104568988A - Ktp晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置，该方法利用KTP晶体与高强度激光相互作用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监测KTP晶体的疲劳损伤；该装置包括高能激光器，透镜，KTP晶体，光吸收池，分光镜，He-Ne激光器，第一能量计，第二能量计，同步控制器，路由器和计算机控制系统。本发明利用KTP晶体灰迹现象对光的吸收，利用计算机控制系统实时计算He-Ne光的透过率，判定KTP晶体的疲劳损伤状态，准确控制高能激光器的启停，从而避免KTP晶体永久性损伤，其控制精度高，操作方便、简单，为精确确定KTP晶体的疲劳损伤提供了可靠保障。

Description

KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置

技术领域

本发明涉及高功率激光技术领域，具体涉及一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置。

背景技术

磷酸氧钛钾(简称KTP)晶体具有大的非线性系数和电光系数，能在较宽的温度范围内实现I、Ⅱ类相位匹配，是一种优良的非线性光学晶体材料。然而倍频过程中激光出现的灰迹现象，将强烈吸收入射激光的能量，从而引起光束畸变，甚至造成KTP晶体灾难性的破坏，从一定程度上限制了KTP晶体在高功率倍频系统中的使用。为了避免KTP晶体在高功率倍频系统中的灾难性损伤，必须对KTP晶体的疲劳损伤现象进行在线监测。而采用色心吸收理论和断键理论是解决KTP晶体疲劳损伤在线监测的有效方法之一。

目前光学元件的监测方法主要有成像法和能量散射法两类。能量法主要有散射光接收法和频谱分析法。散射光接收法基于在30°-50°的立方角内的总能量和损伤面积的大小成线性关系，通过测量这一立体角的损伤散射光的能量判断损伤的面积大小。频谱分析法根据测量损伤衍射光的傅里叶频谱面上衍射光的角谱能量，依据角谱上的能量分布和损伤形态的数学关系，推算得出损伤的尺寸和损伤深度。能量法虽能更好地描述损伤的内部特征，但检测结果不直观，且不能检测疲劳损伤。

成像法是一种传统的损伤检测方法，有目测法、滤波成像法、暗场成像法、激光衍射图样识别法、疵病的激光频谱分析法、表面疵病的掠射法、虚像叠加比较法以及全内反射显微成像法。目测法和虚像叠加比较法检测结果受人为主观因素的制约，检测活动只能在实验室中进行，不适合ICF激光驱动大口径光学元件的在线监测；掠射法监测灵敏度和精度较高，但需逐点扫描成像，检测过程耗时过长，不适合损伤在线快速检测；滤波法虽能较好地抑制背景光场，并且灵敏度较高，但是不能对疲劳损伤进行检测。

当高强度激光与KTP晶体相互作用时，由于多光子电离、隧道电离、雪崩电离等非线性过程产生大量电子-空穴对，当电子或空穴被晶体本身缺陷捕获时形成色心，色心大量吸收入射光的能量，在光行进的路径上表现为一条灰色的暗迹，即灰迹，经长时间的放置或高温退火此灰迹可消失。灰迹现象是KTP晶体在高功率重复脉冲作用下的一种特有现象，更是一种疲劳损伤现象。灰迹KTP晶体如果继续工作在高强度激光作用下，将发生永久性损伤。在光行进的路径上出现灰色的暗迹说明激光与KTP晶体相互作用区域大量吸收可见光能量，对可见光吸收系数大大增加，灰迹程度越严重，对可见光的吸收越严重，KTP晶体的透过率越低，从而导致倍频转换效率下降。如果KTP晶体出现永久性损伤，也将大量散射入射光的能量，导致KTP晶体透过率迅速下降，其下降的程度远大于灰迹KTP晶体。因此根据KTP晶体高强度激光作用区对He-Ne激光的透过率在线监测KTP晶体的疲劳和永久性损伤，这正是本发明的任务所在。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置，利用KTP晶体发生疲劳或永久性损伤时，损伤点将大量吸收和散射可见光的能量，导致损伤点对可见光透过率下降，通过在线测量KTP晶体高强度激光辐照点对He-Ne激光的透过率来在线监测KTP晶体的疲劳和永久性损伤。

本发明的技术方案是：一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，KTP晶体与高强度激光相互作用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监测KTP晶体的疲劳损伤，其步骤如下：

(1)打开高能激光，使其聚焦到KTP晶体中，并与KTP晶体相互作用产生疲劳或永久性损伤，疲劳或永久性损伤将大量吸收或散射入射光的能量；

(2)打开He-Ne激光，使其通过KTP晶体中激光辐照区；

(3)能量计实时记录He-Ne激光在KTP晶体前和后的能量，并将数据传送给计算机控制系统，计算He-Ne激光对KTP晶体的透过率；

(4)计算机控制系统根据处理的数据判定KTP晶体处于安全、疲劳或永久损伤工作状态。

所述He-Ne激光对KTP晶体的透过率为He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区的能量除以He-Ne激光未经过KTP晶体激光辐照区的能量。

所述由激光辐照点对He-Ne激光的透过率判断KTP晶体的工作状态的方法是，透过率大于等于90％，则KTP晶体处于安全工作状态；透过率大于等于50％，且小于90％，则KTP晶体处于疲劳工作状态；透过率小于50％，则KTP晶体处于永久损伤工作状态。

一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，包括高能激光器，透镜，KTP晶体，光吸收池，分光镜，He-Ne激光器，第一能量计，第二能量计，同步控制器，路由器和计算机控制系统；所述透镜设置在高能激光器和KTP晶体之间，用于聚焦高能激光器发射的高能激光，光吸收池设置在KTP晶体后端，用于吸收透过KTP晶体的高能激光；所述分光镜设置在He-Ne激光器和KTP晶体之间，用于将He-Ne激光器发出的He-Ne激光分别入射到第一能量计和KTP晶体，He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区后入射到第二能量计；

所述同步控制器分别和高能激光、He-Ne激光、第一能量计、第二能量计和计算机控制系统连接，计算机控制系统通过同步控制器控制高能激光、He-Ne激光、第一能量计、第二能量计的通断；所述路由器分别与第一能量计、第二能量计和计算机控制系统连接，第一能量计、第二能量计测得的数据经路由器传给计算机控制系统，计算机控制系统对接收到的数据进行处理并判定KTP晶体工作状态。

所述第一能量计和第二能量计测试波段包含对633nm连续波的测试。

所述分光镜是对633nm的光半反半透的分光镜。

本发明KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法是利用KTP晶体灰迹现象对光的吸收，不仅能够快速在线监测KTP晶体的疲劳损伤，而且能够给出KTP晶体疲劳损伤的程度，是一种在线监测KTP晶体疲劳损伤的行之有效的方法。KTP晶体疲劳损伤在线监测装置能把测量结果实时传送给计算机控制系统处理，并根据处理的结果实时判定KTP晶体的疲劳损伤状态，根据KTP晶体的疲劳损伤状态决定高能激光的启停，从而避免KTP晶体永久性损伤，且其控制精度高，操作方便、简单，为精确确定KTP晶体的疲劳损伤提供了可靠保障，为高功率倍频系统的发展奠定了基础。

附图说明

图1是本发明中KTP晶体532nm吸收系数与导带电子密度关系曲线。

图2是本发明KTP晶体疲劳损伤在线监测装置的结构示意图。

图3是本发明中不同能量高能激光脉冲辐照过程中，KTP晶体对He-Ne激光的透过率曲线。

图4是本发明所用KTP晶体经高能激光辐照前后的透过谱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述方法及其装置作进一步详细说明，它仅用于说明本发明的一些具体的实施方式，而不应理解为对本发明保护范围的任何限定。

一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，利用KTP晶体在高强度激光脉冲作用下产生的非线性现象-灰迹现象，通过灰迹对可见光的吸收来监测KTP晶体的疲劳损伤。超过一定功率密度的激光入射在KTP晶体上，在倍频过程中由于多光子吸收，电子从价带跃迁到导带，光致电离产生大量电子-空穴对，产生的电子或空穴被KTP晶体中的杂质或缺陷捕获形成色心，从而在光行进的路径上产生灰色暗迹，即灰迹。电子的跃迁使KTP晶体导带电子密度发生变化，KTP晶体吸收系数是导带电子密度的函数，如下式所示：

由于多光子吸收，电子从价带跃迁到导带形成电子-空穴对，生成的电子或空穴被杂质或缺陷捕获形成色心，故跃迁到导带的电子数量近似等于激光作用过程中产生的色心数量的一半。任何单脉冲作用后产生的色心数量为：

$\mathrm{\Δn}={\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T]---\left(2\right)$

其中D为比例常数，F₀为峰值光子密度，m为多光子吸收的阶数，k_B为波尔兹曼常数，T为温度，U₀为激活能，γ为取决于材料的参数，σ为色心膨胀产生的应力。故第一个脉冲作用后导带电子密度近似为：

$n_{e1}=\frac{n_{e0}V+\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×[1-\exp (-\mathrm{rt})]}{V}---\left(3\right)$

其中n_e0为初始导带电子密度，V为相互作用体积，ΔN为脉冲作用后无穷时间内驰豫的色心数量，r为驰豫速率常数，t为作用时间，ΔN×[1-exp(-rt)]表示t时间内驰豫的色心数量。

第二个脉冲作用后导带电子密度为：

$\begin{array}{c}{n}_{e2}=\frac{n_{e0}V+\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T]}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×[1-\exp (-\mathrm{rt})]}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{1}{f})\left]\right\}}{V}\end{array}---\left(4\right)$

其中f为脉冲重复频率。

第三个脉冲作用后导带电子密度为：

$\begin{array}{c}{n}_{e3}=\frac{n_{e0}V+\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×[1-\exp (-\mathrm{rt})]}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{1}{f})\left]\right\}}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{2}{f})\left]\right\}}{V}\end{array}---\left(5\right)$

……

第n-1个脉冲作用后导带电子密度为：

$\begin{array}{c}{n}_{e(n-1)}=\frac{n_{e0}V+\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×[1-\exp (-\mathrm{rt})]}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{1}{f})\left]\right\}}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{2}{f})\left]\right\}}{V}\\ +...+\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{n-2}{f})\left]\right\}}{V}\end{array}---\left(6\right)$

第n个脉冲作用后导带电子密度为：

$\begin{array}{c}{n}_e=\frac{n_{e0}V+\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×[1-\exp (-\mathrm{rt})]}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{1}{f})\left]\right\}}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{2}{f})\left]\right\}}{V}\\ +...+\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{n-2}{f})\left]\right\}}{V}\\ +\frac{\frac{1}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\{1-\exp [-r(t-\frac{n-1}{f})\left]\right\}}{V}\\ =\frac{n_{e0}V+\frac{n}{2}\×\left\{{\mathrm{DF}}_0^m{k}_B\mathrm{Texp}\right[-(U_0-\mathrm{\γ\σ})/k_{B}T\left]\right\}}{V}-\frac{\mathrm{\ΔN}\×\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\{1-\exp [-r(t-\frac{i-1}{f})\left]\right\}}{V}\end{array}---\left(7\right)$

将(7)式代入(1)式即可得到灰迹KTP晶体吸收系数随导带电子密度的演化规律，如图1所示。由图1可得，导带电子密度越高，KTP晶体吸收系数越高，则疲劳损伤的程度越高。

当色心产生的应力超过化学键强度时，也即γσ≥U₀时，KTP晶体化学键将被打破，晶体出现灾难性损伤。

KTP晶体与高强度激光相互作用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监测KTP晶体的疲劳损伤。KTP晶体工作状态由He-Ne激光的透过率决定，而He-Ne激光的透过率由KTP晶体激光辐照区的疲劳损伤程度决定，根据透过KTP晶体的He-Ne激光的能量计算KTP晶体辐照区对He-Ne激光的透过率，再根据计算结果判断KTP晶体的工作状态。因此，一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其步骤如下：

(1)打开高能激光，使其聚焦到KTP晶体中，并与KTP晶体相互作用产生疲劳或永久性损伤，疲劳或永久性损伤将大量吸收或散射入射光的能量。

其中，疲劳或永久性损伤使该区域对He-Ne激光的透过率下降。

(2)打开He-Ne激光，使其通过KTP晶体中激光辐照区，即高能激光与KTP晶体的相互作用区。

(3)能量计实时记录He-Ne激光在KTP晶体前和后的能量，并将数据传送给计算机控制系统，计算He-Ne激光对KTP晶体的透过率。

其中，能量计包括记录KTP晶体前能量的第一能量计和记录KTP晶体后能量的第二能量计。第一能量计记录He-Ne激光未经过KTP晶体激光辐照区的能量，第二能量计记录He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区的能量。

(4)计算机控制系统根据处理的数据判定KTP晶体处于安全、疲劳或永久损伤工作状态。

KTP晶体的疲劳损伤由激光辐照点对He-Ne激光的透过率决定，透过率大于等于90％，则KTP晶体处于安全工作状态；透过率大于等于50％，且小于90％，则KTP晶体处于疲劳工作状态；透过率小于50％，则KTP晶体处于永久损伤工作状态。

利用步骤(3)中第一能量计和第二能量计的测量的数据，将第二能量计测量的经过激光辐照区的He-Ne激光的能量与第一能量计测量的未经过激光辐照区的He-Ne激光的能量做除法运算。若除法运算结果大于等于90％，则KTP晶体处于安全工作状态；除法运算结果大于等于50％，且小于90％，则KTP晶体处于疲劳工作状态；除法运算结果小于50％，则KTP晶体处于永久损伤工作状态。

若KTP晶体处于疲劳工作状态，则切断高能激光使其停止工作，令KTP晶体疲劳状态完全弛豫后再工作。若KTP晶体处于永久损伤状态，则切断高能激光使其停止工作，同时，计算机控制系统发出警报，告知用户需更换KTP晶体。

一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，如图2所示，包括高能激光器1、透镜2、KTP晶体3、光吸收池4、分光镜5、He-Ne激光器6、第一能量计7，第二能量计8、同步控制器9、路由器10和计算机控制系统11。

透镜2设置在高能激光器1和KTP晶体3之间，用于聚焦高能激光器2发射的高能激光。光吸收池4设置在KTP晶体3后端，用于吸收透过KTP晶体3的高能激光。分光镜5设置在He-Ne激光器6和KTP晶体3之间，分光镜5将He-Ne激光器发出的He-Ne激光分成两束，一束入射到第一能量计7中，另一束经过KTP晶体激光辐照区后入射到第二能量计8。第一能量计7实时测量He-Ne激光未经过KTP晶体激光辐照区的能量，第二能量计8实时测量He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区的能量。

同步控制器9分别与高能激光器1、He-Ne激光器6、第一能量计7、第二能量计8和计算机控制系统11连接。同步控制器9控制高能激光器1、He-Ne激光器6同时开启或关闭，并控制第一能量计7、第二能量计8同步测量未经过或经过KTP晶体的He-Ne光的能量。计算机控制系统11通过同步控制器9控制高能激光器1、He-Ne激光器6的开启。

第一能量计7、第二能量计8与路由器10相连接，路由器10与计算机控制系统11相连接，将测量的能量数据传输至计算机控制系统11，计算机控制系统11通过路由器10向第一能量计7、第二能量计8发送量程、测量波长修改指令。计算机控制系统11对接收到的数据进行处理并判定KTP晶体工作状态，并根据判定结果控制高能激光器1的开启或关闭。

高能激光器1脉宽为13.6ns，波长为355nm，激光脉冲的能量和重复频率分别为15.45μJ和12kHz。透镜2焦距为160mm，KTP晶体3尺寸为8mm×8mm×5mm，满足1064nmII类相位匹配(θ＝90°,φ＝23°)，表面粗糙度小于1mm,并且镀1064nm和532nm增透膜。分光镜5对633nm激光半反半透；第一能量计7和第二能量8采用Ophir公司PE25能量计。同步控制器9内部采用12位A/D、D/A转换，分辨率可达0.1％；路由器10为一般以太网使用的通用路由器，至少具有12个接口。计算机控制系统11为一般的PC机。

按照图2所示装置的结构连接好各元件，打开计算机控制系统11中的KTP晶体疲劳损伤在线监测的控制软件，本控制软件基于WINDOWS操作系统，采用C++语言自行编制的控制软件，用于控制和协调图2的光路中各光学元件的运行、实验数据的处理以及输出等。

根据用户的实际需求和所使用的高能激光器设置高能激光器1的出射高能激光脉冲能量和重复频率，计算机控制系统11通过同步控制器9打开高能激光器1，高能激光器1开始发出高能激光脉冲。打开高能激光器1的同时打开He-Ne激光器6、第一能量计7和第二能量计8。高能激光器1发出的高能激光经透镜2聚焦在KTP晶体3中，KTP晶体3在高能激光的作用下将产生疲劳损伤，透过KTP晶体3的高能激光被光吸收池4全部吸收。He-Ne激光器6发出的He-Ne激光经分光镜5分光后，一半进入第一能量计7，用于监测未经过KTP晶体3激光辐照区的He-Ne激光的能量；另一半经KTP晶体3激光辐照区后进入第二能量计8，用于监测经过KTP晶体3激光辐照区的He-Ne激光的能量。第一能量计7和第二能量计8将记录的He-Ne激光的能量通过路由器10实时传送给计算机控制系统11，计算机控制系统11接收数据后，用同一时刻第二能量计8测量的光能量除以第一能量计7测量的光能量，得到KTP晶体对He-Ne激光透过率，计算机控制系统11判断KTP晶体是处于安全、疲劳或永久损伤状态，根据KTP晶体的工作状态确定是否关闭高能激光器1。任务结束时，计算机控制系统11输出触发信号将所有装置关闭。

高能激光脉冲一打开，KTP晶体对He-Ne激光透过率立即发生变化，随着作用时间的增加迅速减小并最终趋于一稳定值，如图3所示。KTP晶体经一段时间辐照后，其吸收系数增加，导致透过率减小，如图4所示。这主要是因为KTP晶体与高能激光相互作用产生灰迹，即疲劳损伤，灰迹随着作用时间的增加而增加，并最终趋于一稳定值，从而使KTP晶体激光作用区对He-Ne激光吸收系数随作用时间的增加而增加，并最终趋于一稳定值，导致对He-Ne激光透过率随作用时间的增加而减小，并趋于一稳定值。灰迹对于KTP晶体来说是有害的，灰迹将降低KTP晶体倍频转换效率，甚至灾难性损伤，故计算机控制系统11在未发生灾难性损伤之前立即关断高能激光器1。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于KTP晶体与高强度激光相互作用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监测KTP晶体的疲劳损伤，其步骤如下：

(1)打开高能激光，使其聚焦到KTP晶体中，并与KTP晶体相互作用产生疲劳或永久性损伤，疲劳或永久性损伤将大量吸收或散射入射光的能量；

(2)打开He-Ne激光，使其通过KTP晶体中激光辐照区；

(3)能量计实时记录He-Ne激光在KTP晶体前和后的能量，并将数据传送给计算机控制系统，计算He-Ne激光对KTP晶体的透过率；

(4)计算机控制系统根据处理的数据判定KTP晶体处于安全、疲劳或永久损伤工作状态。

2.根据权利要求1所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于，所述He-Ne激光对KTP晶体的透过率为He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区的能量除以He-Ne激光未经过KTP晶体激光辐照区的能量。

3.根据权利要求2或3所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于，所述由激光辐照点对He-Ne激光的透过率判断KTP晶体的工作状态的方法是，透过率大于等于90％，则KTP晶体处于安全工作状态；透过率大于等于50％，且小于90％，则KTP晶体处于疲劳工作状态；透过率小于50％，则KTP晶体处于永久损伤工作状态。

4.一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于包括高能激光器(1)，透镜(2)，KTP晶体(3)，光吸收池(4)，分光镜(5)，He-Ne激光器(6)，第一能量计(7)，第二能量计(8)，同步控制器(9)，路由器(10)和计算机控制系统(11)；所述透镜(2)设置在高能激光器(1)和KTP晶体(3)之间，用于聚焦高能激光器(1)发射的高能激光，光吸收池(4)设置在KTP晶体(3)后端，用于吸收透过KTP晶体(3)的高能激光；所述分光镜(5)设置在He-Ne激光器(6)和KTP晶体(3)之间，用于将He-Ne激光器(6)发出的He-Ne激光分别入射到第一能量计(7)和KTP晶体(3)，He-Ne激光经过KTP晶体(3)激光辐照区后入射到第二能量计(8)；

所述同步控制器(9)分别和高能激光(1)、He-Ne激光(6)、第一能量计(7)、第二能量计(8)和计算机控制系统(11)连接，计算机控制系统(11)通过同步控制器(9)控制高能激光(1)、He-Ne激光(6)、第一能量计(7)、第二能量计(8)的通断；所述路由器(10)分别与第一能量计(7)、第二能量计(8)和计算机控制系统(11)连接，第一能量计(7)、第二能量计(8)测得的数据经路由器(10)传给计算机控制系统(11)，计算机控制系统(11)对接收到的数据进行处理并判定KTP晶体工作状态。

5.根据权利要求4所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于，所述第一能量计(7)和第二能量计(8)测试波段包含对633nm连续波的测试。

6.根据权利要求4所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于，所述分光镜(5)是对633nm的光半反半透的分光镜。