CN106058628A - 一种输出激光连续调能装置 - Google Patents

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庞毓
蒋建峰
靳全伟
何静
陈进
尹新启
催玲玲
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10061—Polarization control

Abstract

本发明公开了一种输出激光连续调能装置，所述的调能装置中入射线偏振激光依次通过半波片和两片“八”字型或倒“八”字型偏振镜后输出，当程控电机带动半波片转动时，通过调能装置的激光能量将被连续的调制，激光能量可以根据需要来设定输出，未输出的激光能量被吸收池吸收，输出激光的光轴不发生变化，不影响后续的耦合光路，非常方便使用。本发明的调能装置还能够保证激光器其他重要激光参数不变，大幅提高激光器的可应用性且装置结构简单，易于加工和装调，成本低。

Description

一种输出激光连续调能装置
技术领域
本发明属于高功率激光器应用领域，具体涉及一种输出激光连续调能装置。用于高功率激光器输出能量的连续调制。
背景技术
随着二极管泵浦固体激光器向应用领域的不断深入，应用方对激光器的功能提出了更多的要求。激光器输出功率可变是典型的功能要求，如在卫星激光测距方面要求激光器输出低单脉冲能量来标校大气参数，用输出的高单脉冲能量来完成激光测距工作。在光与物质相互作用领域也需要改变输出激光的单脉冲能量来分析不同功率密度下物质的状态变化。为了实现激光器能量可调节的功能，激光器中设计了调能装置来解决这个问题。同时，为了便于推广应用，装置需要可靠、成本低。
现有的能量调节方式主要有两种形式：1）电流调节：通过改变加载电流来实现激光器输出单脉冲能量的调节。2）分档调节：在激光器的输出光路中设置一片分光镜，将分光镜移入激光光路中则部分激光输出，将分光镜移出则激光器全能量输出。
上述两种调节方式存在的一些不足是：虽然通过调节电流来改变输出单脉冲能量是一种简便的方法，但调节的单脉冲能量范围有限，也就是在电流的小变化范围内有效，因为在电流较大范围的变化过程中激光器除了输出能量在变化，其他重要的激光参数也在发生变化，如光束质量、脉宽等等，这些参数的变化往往会对激光器的应用产生很大的影响，甚至不能满足应用的要求。分档调节能够实现不同能量的分段输出，通常是全能量或者是某一特定能量值的激光输出，能量变化不是连续可调，而且分光镜的移入和移出会使输出激光的光轴发生平移，影响到后续的耦合光路，从而导致应用的不便。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是提供一种输出激光连续调能装置。
本发明的输出激光连续调能装置，主要是通过半波片、程控电机、偏振镜以及吸收池的组合结构来实现输出激光的连续调能功能。
本发明采用的技术方案如下：
一种输出激光连续调能装置，其特点是，所述的连续调能装置包括半波片、程控电机、第一偏振镜、第二偏振镜和吸收池。所述的半波片装配在程控电机上，半波片的后光路上连续放置第一偏振镜和第二偏振镜，第一偏振镜的反射光路上放置吸收池。其光路结构是，线偏振激光从右向左入射，先是垂直入射到半波片上，出射光向左依次通过后续的第一偏振镜和第二偏振镜，第一偏振镜和第二偏振镜呈“八”字型或倒“八”字型排布，入射光与第一偏振镜和第二偏振镜的夹角为布鲁斯特角，吸收池放置在第一偏振镜的反射光路上。通过第二偏振镜输出的是能量被调制后的激光。程控电机可以带动半波片转动，入射线偏振激光通过半波片后振动方向随着半波片的转动而转动，从半波片出射的线偏振激光通过第一偏振镜后透射能量也随着线偏振激光振动方向的改变而由截至输出到完全通过之间连续变化。被第一偏振镜反射的激光入射到吸收池中。激光经第一偏振镜引入的光轴平移将被第二偏振镜补偿。故输出激光连续调能装置通过半波片的转动实现激光能量的连续可调且光轴保持不变，同时，激光器的其他参数也不会发生改变，整个装置结构简单，使用方便。
所述的半波片口径为5mm~40mm，与输出激光口径相匹配，半波片波长相关参数与激光器出射波长相对应。
所述的程控电机为通用可编程、远程控制电机。
所述的第一偏振镜、第二偏振镜的通光口径均为10mm~70mm，材料为石英玻璃。
所述的吸收池的通光口径为10mm~50mm，材料为铜。
本发明的输出激光连续调能装置中，线偏振激光经可转动的半波片后激光的振动方向将沿光轴转动，再经第一偏振镜后入射光的P分量被高透，S分量被反射到吸收池中，而P分量与S分量的组份是和线偏振激光的振动方向紧密相关，第二偏振镜对P分量也是高通，不对激光能量进行调制，其作用是将第一偏振镜导致的光轴平移进行补偿，即激光器的输出能量通过转动半波片实现了连续可调。而且在对激光能量调节的过程中，并没有去改变激光器的加载电流等出光参数，故激光器输出的光束质量、脉宽、光斑口径等重要参数都不会改变，这对激光器的应用起到很重要的作用。
本发明的输出激光连续调能装置中采用的半波片、程控电机、第一偏振镜、第二偏振镜和吸收池都是通用的光学材料和器件。本发明的输出激光连续调能装置结构简单，易于加工和装调，成本低。
附图说明
图1是本发明的输出激光连续调能装置的光路图；
图中，1.半波片 2. 程控电机 3. 第一偏振镜 4. 第二偏振镜 5.吸收池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
图1是本发明的一种输出激光连续调能装置实施例1的光路图。图1中，输出激光连续调能装置，包括半波片1、程控电机2、第一偏振镜3、第二偏振镜4和吸收池5；所述的半波片1、第一偏振镜3和第二偏振镜4放置在同一光路中，第一偏振镜3和第二偏振镜4与入射激光的夹角为56.5°，吸收池放在第一偏振镜3的反射光路中，吸收池与入射激光的夹角为113°，程控电机2放置在半波片1的侧面；其光路结构是，线偏振激光经半波片1后再依次通过第一偏振镜3和第二偏振镜4，由第一偏振镜3反射的激光被吸收池5吸收。该输出激光连续调能装置既保证了输出激光能量的连续可调，又使其他激光参数得到保持，从而方便使用。
所述的半波片1的口径为30mm，波长为532nm。
所述的第一偏振镜3、第二偏振镜4的通光口径均为50mm，材料为石英玻璃。
所述的程控电机2为通用可编程步进电机。
所述的吸收池通光口径为30mm，材料为铜。
实施例2
本实施例与实施例1的基本结构相同，不同之处是，本实施例中，所述的半波片1口径为40mm，第一偏振镜3、第二偏振镜4口径均为70mm。

Claims (5)

1.一种输出激光连续调能装置，其特征在于：所述的输出激光连续调能装置包括半波片（1）、程控电机（2）、第一偏振镜（3）、第二偏振镜（4）和吸收池（5）；所述的半波片（1）、第一偏振镜（3）和第二偏振镜（4）依次设置在同一光路上，吸收池（5）设置在第一偏振镜（3）的反射光路上，程控电机（2）设置在半波片（1）的一侧；入射激光依次通过半波片（1）、第一偏振镜（3）、第二偏振镜（4）。
2.根据权利要求1所述的输出激光连续调能装置，其特征在于：所述的第一偏振镜（3）与第二偏振镜（4）在入射激光光路上呈“八”字型或倒“八”字型排布，第一偏振镜（3）、第二偏振镜（4）与入射激光的入射角度相等。
3.根据权利要求1所述的输出激光连续调能装置，其特征在于：所述的半波片（1）的口径为5mm~40mm，半波片与激光器的波长相对应。
4.根据权利要求1所述的输出激光连续调能装置，其特征在于：所述的吸收池的通光口径为10mm~50mm，吸收池的材料为铜。
5.根据权利要求1所述的输出激光连续调能装置，其特征在于：第一偏振镜（3）与第二偏振镜（4）的通光口径为10mm~70mm，第一偏振镜（3）与第二偏振镜（4）的材料为石英玻璃。
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