CN105278115B - 激光器的光路调试装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种激光器的光路调试装置及系统，该装置包括不可见光源，用于出射第一线偏振光；可见光源，用于出射可见光；第一二分之一波片，用于接收来自不可见光源的第一线偏振光，并对该第一线偏振光进行转换；偏振分光棱镜，包括相邻的第一侧和第二侧，第一侧用于接收第一二分之一波片出射的光，第二侧用于接收来自可见光源的可见光；偏振分光棱镜还包括分别与第一侧和第二侧相对的第一光出口和第二光出口；第一准直元件，用于接收并准直来自第一光出口的光至激光器；第二准直元件，用于接收并准直来自第二光出口的光。本发明实施例具有可见光与不可见光不需要来回插拔，且具有较高同轴度的优点。

Description

激光器的光路调试装置及系统
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种激光器的光路调试装置及系统。
背景技术
大型复杂激光放大器中待进行能量放大的激光通常为不可见光，因此在大型复杂激光放大器的光路调试过程中，需要用连续的可见光作为辅助光源。
图1是现有技术中激光放大器的光路调试系统的示意图，如图1所示，调试的方法是：先调光纤头，在光纤头后面放准直器，如两个小孔光阑，两点确定一条直线，将光路准直；然后放其他的光学元件，组成后面的大型复杂激光放大器。利用连续的可见光将激光放大器的光学元件依次调好后，从光纤头上拔下连续的可见光的光纤，接上脉冲的不可见光进行能量放大。
这样做的缺点包括：1、连续的可见光和脉冲的不可见光需要来回插拔。2、为了防止自激，接入的脉冲的不可见光的光纤端面有切角，而接入的连续的可见光的光纤端面无切角。光纤头插在法兰盘里，光纤头和法兰盘靠机械定位，但这种定位有一定的容差，就是这种容差，导致插拔前后有切角的光纤有一定旋转或位移，从而导致不可见光的指向发生改变。因此可见光与不可见光不完全同轴，就需要重新调试光路，让两种光完全同轴，降低了大型复杂激光放大器的装调效率。另外，这些缺点不仅存在于大型复杂激光放大器，而且也同样存在于其它大型复杂激光器中。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够提供一种可见光与不可见光不需要来回插拔，且能使该两种光具有较高同轴度的激光器的光路调试装置及系统。
本发明实施例提供一种激光器的光路调试装置，包括不可见光源，用于出射第一线偏振光；可见光源，用于出射可见光；第一二分之一波片，用于接收来自不可见光源的第一线偏振光，并对该第一线偏振光进行转换；偏振分光棱镜，包括相邻的第一侧和第二侧，第一侧用于接收第一二分之一波片出射的光，第二侧用于接收来自可见光源的可见光；偏振分光棱镜还包括分别与第一侧和第二侧相对的第一光出口和第二光出口；第一准直元件，用于接收并准直来自第一光出口的光至激光器；第二准直元件，用于接收并准直来自第二光出口的光。
其中，可见光源出射的可见光为第二线偏振光；
其中，光路调试装置还包括第二二分之一波片，用于接收来自可见光源的第二线偏振光，并对该光进行转换；偏振分光棱镜从第二二分之一波片接收来自可见光源的可见光。
其中，第一线偏振光与第二线偏振光的偏振态垂直。
其中，光路调试装置还包括第一准直器，用于将不可见光源出射的第一线偏振光准直出射至第一二分之一波片。
其中，光路调试装置还包括第二准直器，用于将可见光源出射的可见光准直出射至第二二分之一波片。
其中，第一准直元件包括中心高一致的第一光阑和第二光阑，依次设置于偏振分光棱镜的第一光出口的光路上。
其中，第二准直元件包括中心高一致的第三光阑和第四光阑，依次设置于偏振分光棱镜的第二光出口的光路上。
本发明实施例还提供一种激光器的光路调试系统，包括激光器和光路调制装置；该光路调试装置包括：
不可见光源，用于出射第一线偏振光；
可见光源，用于出射可见光；
第一二分之一波片，用于接收来自不可见光源的第一线偏振光，并对该第一线偏振光进行转换；
偏振分光棱镜，包括相邻的第一侧和第二侧，第一侧用于接收第一二分之一波片对第一线偏振光进行转换后的光，第二侧用于接收来自可见光源的可见光；偏振分光棱镜还包括分别与第一侧和第二侧相对的第一光出口和第二光出口；
第一准直元件，用于接收并准直来自第一光出口的光至激光器；
第二准直元件，用于接收并准直来自第二光出口的光。
其中，可见光源出射的可见光为第二线偏振光；
其中，光路调试装置还包括第二二分之一波片，用于接收来自可见光源的第二线偏振光，并对该光进行转换；偏振分光棱镜从第二二分之一波片接收来自可见光源的可见光。
其中，第一线偏振光与第二线偏振光的偏振态垂直。
与现有技术相比，本发明实施例包括如下有益效果：
本发明实施例中，由于不可见光源出射的是线偏振光，在光路调试时，可以通过转动其后的第一二分之一波片，使该线偏振光通过偏振分光棱镜的第一光出口或第二光出口，从而调整第一准直元件与第二准直元件；在定位第一准直元件与第二准直元件后，可关掉不可见光源，打开可见光源，通过调整可见光源，使得可见光被第一准直元件与第二准直元件准直。至此，可以利用连续的可见光将激光器的光学元件依次调好，以便对不可见光进行能量放大。由此可见，与现有技术相比，本实施例的激光器的光路调试装置，使得用户在光路调试时，只需要关掉或打开可见光或不可见光，不需要来回插拔可见光与不可见光；并且，可见光源与不可见光源的光纤头不需要插在同一个法兰盘里，避免了因光纤端面有无切角而造成的不完全同轴的问题，同时通过准直元件的准直，保证了可见光与不可见光具有较高同轴度。
附图说明
图1是现有技术中激光器的光路调试系统的示意图；
图2是本发明实施例中激光器的光路调试装置的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明实施例中激光器的光路调试装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明实施例进行详细说明。
实施例一
请参阅图2，图2是本发明实施例中激光器的光路调试装置的一个实施例的结构示意图。如图2所示，激光器的光路调试装置100包括不可见光源110，可见光源120，第一二分之一波片130，偏振分光棱镜140，第一准直元件150与第二准直元件160。
不可见光源110用于出射第一线偏振光至第一二分之一波片130，该第一线偏振光为待能量放大的激光，是脉冲的不可见光。该不可见光源110出射的光可以经第一准直器准直成平行光后，再出射至第一二分之一波片130，以提高光束利用率。
可见光源120用于出射连续的可见光，例如红光、蓝光、绿光等。可见光可以是自然光，也可以是圆偏振光或者线偏振光。可见光源120出射的可见光出射至偏振分光棱镜140。可见光源120出射的光可以经第二准直器准直成平行光后，再出射至偏振分光棱镜140，以提高光束利用率。
第一二分之一波片130用于接收来自不可见光源110的第一线偏振光，并可以对该第一线偏振光进行转换。用户可以根据需要转动该第一二分之一波片130，改变第一线偏振光的偏振态。
偏振分光棱镜140，包括相邻的第一侧141和第二侧142，第一侧用于接收第一二分之一波片130出射的光，第二侧142用于接收来自可见光源120的可见光；偏振分光棱镜140还包括分别与第一侧141和第二侧142相对的第一光出口143和第二光出口144。
第一准直元件150设置在第一光出口143的出射光路上，用于接收并准直来自第一光出口143的光至激光器(图未示)。第一准直元件150可以包括中心高一致的第一光阑和第二光阑，该两个光阑依次设置于偏振分光棱镜140的第一光出口143的光路上。
第二准直元件160设置在第二光出口144的出射光路上，用于接收并准直来自第二光出口144的光。第二准直元件160可以包括中心高一致的第三光阑和第四光阑，该两个光阑依次设置于偏振分光棱镜140的第二光出口144的光路上。可以理解的是，第一准直元件150与第二准直元件160也可以采用现有技术中其它具有准直功能的光学元件。
激光器的光路调试装置100的光路调试方法可以包括以下步骤：
1、开启脉冲的不可见光源110，转动其后的第一二分之一波片130，让脉冲的不可见光经过偏振分光棱镜140的第一光出口143的光能量最大，并通过调整第一准直元件150，让脉冲的不可见光被第一准直元件150准直(如通过调整第一光阑和第二光阑的位置，让脉冲的不可见光通过第一光阑和第二光阑的小孔的中心)。
2、转动脉冲的不可见光源110后的第一二分之一波片130，让脉冲的不可见光经过偏振分光棱镜140的第二光出口144的光能量最大，并通过调整第二准直元件160，让脉冲的不可见光被第二准直元件160准直(如通过调整第三光阑和第四光阑的位置，让脉冲的不可见光通过第三光阑和第四光阑的小孔的中心)。至此，第一准直元件150与第二准直元件160定位完成，基准建立完毕。
3、关闭脉冲的不可见光源110，开启连续的可见光源120，调节连续的可见光，让连续的可见光被第二准直元件160准直(如让连续的可见光通过第三光阑和第四光阑的小孔的中心)。此时，连续的可见光也必然被第一准直元件160准直，如通过第一光阑和第二光阑的小孔的中心。
至此，可以利用连续的可见光将激光器的光学元件依次调好，然后关闭可见光源120，开启不可见光源110，将不可见光源110输出的激光输入到激光器进行处理(例如输入到激光放大器中进行能量放大)。
概括来说，本实施例中，由于不可见光源出射的是线偏振光，在光(路调试时，可以通过转动其后的第一二分之一波片，使该线偏振光通过偏振分光棱镜的第一光出口或第二光出口，并定位第一准直元件与第二准直元件；在定位第一准直元件与第二准直元件后，可关掉不可见光源，打开可见光源，通过调整可见光源，使得可见光被第一准直元件与第二准直元件准直。至此，可以利用连续的可见光将激光器的光学元件依次调好，以便对不可见光进行处理，例如能量放大。
由此可见，与现有技术相比，本实施例的激光器的光路调试装置，使得用户在光路调试时，只需要关掉或打开可见光或不可见光，不需要来回插拔可见光与不可见光；并且，可见光源与不可见光源的光纤头不需要插在同一个法兰盘里，避免了因光纤端面有无切角而造成的不完全同轴的问题，同时通过准直元件的准直，保证了可见光与不可见光具有较高同轴度。
实施例二
请参阅图3，图3是本发明实施例中激光器的光路调试装置的另一实施例的结构示意图。如图3所示，激光器的光路调试装置200包括不可见光源210，可见光源220，第一二分之一波片230，偏振分光棱镜240，第一准直元件(包括中心高一致的第一光阑251与第二光阑252)与第二准直元件(包括中心高一致的第三光阑261与第四光阑262)。
本实施例与实施例一不同之处包括：
1、可见光源220出射的可见光为第二线偏振光；且光路调试装置200还包括第二二分之一波片270，用于接收来自可见光源220的第二线偏振光，并对该光进行转换；偏振分光棱镜240从第二二分之一波片270接收来自可见光源的可见光。优选地，不可见光源210出射的第一线偏振光与可见光源220出射的第二线偏振光的偏振态垂直。
2、光路调试装置200还包括第一耦合头280，用于将不可见光源210出射的第一线偏振光准直成平行光，并出射至第一二分之一波片230；光路调试装置200还包括第二耦合头290，用于将可见光源220出射的可见光准直成平行光，并出射至第二二分之一波片270。
激光器的光路调试装置200的光路调试方法可以包括以下步骤：
1、开启脉冲的不可见光源210，转动其后的第一二分之一波片230，让脉冲的不可见光经过偏振分光棱镜240的第一光出口A的光能量最大，并通过调整第一光阑251和第二光阑252的位置，让脉冲的不可见光通过第一光阑251和第二光阑252的小孔的中心。
2、转动脉冲的不可见光源210后的第一二分之一波片230，让脉冲的不可见光经过偏振分光棱镜240的第二光出口B的光能量最大，并通过调整第三光阑261和第四光阑262的位置，让脉冲的不可见光通过第三光阑261和第四光阑262的小孔的中心。至此，第一、第二、第三、第四光阑定位完成，基准建立完毕。
3、关闭脉冲的不可见光源210，开启连续的可见光源220，转动第二二分之一波片270，让经过偏振分光棱镜240的第二光出口B的光能量最大，并通过调整输出连续光的光纤在第二耦合头290中的位置，让连续的可见光通过第三光阑261和第四光阑262的小孔的中心。此时，再转动第二二分之一波片270，让经过偏振分光棱镜240的第一光出口A的光能量最大，连续的可见光也必然通过第一光阑251和第二光阑252的小孔的中心。
至此，可以利用连续的可见光将激光器1的光学元件依次调好，然后关闭可见光源220，开启不可见光源210，将不可见光源210输出的激光输入到激光器进行处理(例如输入到激光放大器中进行能量放大)。
相对于实施例一，本实施例不仅具有实施例一的优点，并且本实施例中由于可见光为线偏振光，在光路调试过程中，通过转动第二二分之一波片270，可以让所有可见光只经过偏振分光棱镜240的第二光出口B，而不会从第一光出口A中泄露，因而相对实施例一具有光利用率更高的优点。
本发明还提供一种激光器的光路调试系统，包括激光器和上述激光器的光路调试装置，该光路调试装置可以具有上述列举的各种设置或功能，此处不再作赘述。
以上所述仅为本发明的实施方式，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 (10)

1.一种激光器的光路调试装置，其特征在于，包括：
不可见光源，用于出射第一线偏振光；
可见光源，用于出射可见光；
第一二分之一波片，用于接收来自所述不可见光源的第一线偏振光，并对该第一线偏振光进行转换；
偏振分光棱镜，包括相邻的第一侧和第二侧，第一侧用于接收所述第一二分之一波片出射的光，第二侧用于接收来自所述可见光源的可见光；偏振分光棱镜还包括分别与第一侧和第二侧相对的第一光出口和第二光出口；
第一准直元件，用于接收并准直来自所述第一光出口的光至激光器；
第二准直元件，用于接收并准直来自所述第二光出口的光。
2.根据权利要求1所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，所述可见光源出射的可见光为第二线偏振光；
所述激光器的光路调试装置还包括第二二分之一波片，用于接收来自所述可见光源的第二线偏振光，并对该第二线偏振光进行转换；所述偏振分光棱镜从所述第二二分之一波片接收来自所述可见光源的可见光。
3.根据权利要求2所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，所述第一线偏振光与所述第二线偏振光的偏振态垂直。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，该装置还包括第一准直器，用于将所述不可见光源出射的第一线偏振光准直出射至所述第一二分之一波片。
5.根据权利要求2或3所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，该装置还包括第二准直器，用于将所述可见光源出射的可见光准直出射至所述第二二分之一波片。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，所述第一准直元件包括中心高一致的第一光阑和第二光阑，依次设置于所述偏振分光棱镜的第一光出口的光路上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的激光器的光路调试装置，其特征在于，所述第二准直元件包括中心高一致的第三光阑和第四光阑，依次设置于所述偏振分光棱镜的第二光出口的光路上。
8.一种激光器的光路调试系统，其特征在于，包括激光器和光路调试装置；
所述光路调试装置包括：
不可见光源，用于出射第一线偏振光；
可见光源，用于出射可见光；
第一二分之一波片，用于接收来自所述不可见光源的第一线偏振光，并对该第一线偏振光进行转换；
偏振分光棱镜，包括相邻的第一侧和第二侧，第一侧用于接收所述第一二分之一波片对第一线偏振光进行转换后的光，第二侧用于接收来自所述可见光源的可见光；偏振分光棱镜还包括分别与第一侧和第二侧相对的第一光出口和第二光出口；
第一准直元件，用于接收并准直来自所述第一光出口的光至所述激光器；
第二准直元件，用于接收并准直来自所述第二光出口的光。
9.根据权利要求8所述的激光器的光路调试系统，其特征在于，所述可见光源出射的可见光为第二线偏振光；
所述光路调试装置还包括第二二分之一波片，用于接收来自所述可见光源的第二线偏振光，并对该第二线偏振光进行转换；所述偏振分光棱镜从所述第二二分之一波片接收来自所述可见光源的可见光。
10.根据权利要求9所述的激光器的光路调试系统，其特征在于，所述第一线偏振光与所述第二线偏振光的偏振态垂直。
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