CN109540475A - 一种侧泵放大器热透镜球差测量装置及方法 - Google Patents

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郭广妍
张鸿博
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Abstract

本发明提供一种侧泵放大器热透镜球差测量装置及方法，包括：测试光源，用于向增益介质发射测试激光；侧泵模块，用于使所述测试激光经过侧泵中的增益介质；探测平面，用于接收所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息；其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。本发明提供的装置，通过使用不同直径的空心光束或径向偏振光对侧泵放大器中的增益介质进行测试，从而获取侧泵放大器中增益介质径向不同位置处的热焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。

Description

一种侧泵放大器热透镜球差测量装置及方法
技术领域
本发明涉及球差测量技术，更具体地，涉及一种侧泵放大器热透镜球差测量装置及方法。
背景技术
高功率固体激光器在科研和工业加工中正起到越来越重要的作用，放大器是高功率固体激光器的关键组成部分，侧泵作为一种常见的放大器结构，在固体激光领域尤其是高功率激光领域得到了广泛的应用。
然而，随着放大器泵浦功率增加，其热效应引起的光束质量退化越来越严重，晶体棒径向折射率分布类似热透镜，但随着侧泵放大模块口径的增大，增益介质内的热沉积分布不均匀将导致热致球差，激光经侧泵模块放大后，沿增益介质不同径向位置的光斑聚焦位置不同，即径向不同位置处的热焦距不同，引入激光波前畸变，几何光学上体现为不同口径光斑在轴向的聚焦位置不同，表现出球差特性。因此，高功率激光放大过程中将造成热致衍射损耗，严重影响光束质量及放大效率。现有技术中，对高功率固体激光器中的放大器没有进行分离测试，无法获得在不同径向的热焦距。
发明内容
为克服现有技术中，对高功率固体激光器中的放大器没有进行分离测试，无法获得在不同径向的热焦距的问题，提出一种侧泵放大器热透镜球差测量装置及方法。
根据本发明的一个方面，提供一种侧泵放大器热透镜球差测量装置，包括：
测试光源，用于向增益介质发射测试激光。
侧泵模块，用于使所述测试激光经过侧泵中的增益介质。
探测平面，用于接收所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息。
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。
其中，所述光线信息为所述测试激光通过所述增益介质后的焦点位置。
其中，所述测试激光沿激光放大方向经过所述侧泵模块。
其中，所述探测平面为可移动平面，通过找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
其中，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
其中，还包括球差补偿模块，用于基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
根据本发明的第二方面，提供一种侧泵放大器热透球差测量方法，包括：
S1，打开测试光源，所述测试光源向增益介质发射测试激光；
S2，测试激光通过侧泵模块中的增益介质后将光斑投射于探测平面上；
S3，通过移动探测平面，获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息；
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。
其中，所述获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息具体为，通过移动所述探测平面，找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
其中，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
其中，还包括基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
本发明提供的装置，通过使用不同直径的空心光束或径向偏振光对侧泵放大器中的增益介质进行测试，从而获取侧泵放大器中增益介质径向不同位置处的热焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种侧泵放大器热透镜球差测量装置结构图；
图2为本发明一实施例提供的一种侧泵放大器热透镜球差测量方法的测量流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的径向偏振光与增益介质之间的尺寸关系图；
图4为本发明另一实施例提供的一种侧泵放大器热透球差测量方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种侧泵放大器热透镜球差测量装置结构图，所述装置包括：测试光源1，侧泵模块2和探测平面3。
其中，测试光源1用于向增益介质发射测试激光；侧泵模块2用于使所述测试激光经过侧泵中的增益介质；探测平面3用于接收所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息。
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光；
具体的，通过打开测试光源1，测试光源发出空心光束或不同直径的径向偏振光，平行入射到侧泵模块2中的增益介质中，当所述空心光束或不同直径的径向偏振光经过侧泵模块2中的增益介质后，由于热透效应，增益介质对入射的测试激光有汇聚作用，从而在增益介质另一端射出的光线中会产生焦点，通过在探测平面3上接收测试激光穿透增益介质后的光线信息，从而可以计算出侧泵模块2中的增益介质的热透镜焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。
其中，径向偏振光与增益介质之间的尺寸关系如图3所示，由于径向偏振光的特性，在不同的直径处具有不同的光环，其中，径向偏振光的最大光环直径小于侧泵模块中的增益介质。在径向偏振光不同直径的光环处，可以测得增益介质不同径向的热透镜焦距。其中，径向偏振光可以换成不同直径的空心光束。
通过此装置，使用不同直径的空心光束或径向偏振光对侧泵放大器中的增益介质进行测试，从而获取侧泵放大器中增益介质径向不同位置处的热焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。
在上述实施例的基础上，所述光线信息为所述测试激光通过所述增益介质后的焦点位置，其中，所述探测平面为可移动平面，通过找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
具体的，通过移动探测面的位置，从而找到测试激光在穿透增益介质后的光线中光斑最细的位置，该位置即为所述测试激光通过所述增益介质后的焦点位置，从而计算出所述增益介质的球差。
在上述各实施例的基础上，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
具体的，径向偏振光经侧泵模块后，因放大器径向热沉积差异，棒状径向不同位置处对探测光的聚焦能力不同，即热透镜焦距存在差异。在探测面板上获取的光线信息包括不同径向的测试激光通过增益介质后获取增益介质在不同径向位置处的焦点，从而获取侧泵放大器中增益介质的的整体球差。
在上述各实施例的基础上，还包括球差补偿模块，用于基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
具体的，为改善高功率激光光束质量，必须补偿激光放大器热致球差。通过获取的增益介质整体球差，从而可以设计加工热致球差相对应的非球面镜，对增益介质的球差进行补偿，从而可以完全补偿激光波前畸变。
参考图4，图4为本发明另一实施例提供的一种侧泵放大器热透球差测量方法的流程图，所述方法包括：
S1，打开测试光源，所述测试光源向增益介质发射测试激光；
S2，测试激光通过侧泵模块中的增益介质后将光斑投射于探测平面上；
S3，通过移动探测平面，获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息。
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。
具体的，参考图2所示，通过打开测试光源，测试光源发出空心光束或不同直径的径向偏振光，平行入射到侧泵模块中的增益介质中，当所述空心光束或不同直径的径向偏振光经过侧泵模块中的增益介质后，由于热透效应，增益介质对入射的测试激光有汇聚作用，从而在增益介质另一端射出的光线中会产生焦点，通过在探测平面上接收测试激光穿透增益介质后的光线信息，从而可以计算出侧泵模块中的增益介质的热透镜焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。
其中，径向偏振光与增益介质之间的尺寸关系如图3所示，由于径向偏振光的特性，在不同的直径处具有不同的光环，其中，径向偏振光的最大光环直径小于侧泵模块中的增益介质。在径向偏振光不同直径的光环处，可以测得增益介质不同径向的热透镜焦距。其中，径向偏振光可以换成不同直径的空心光束。
通过此方法，使用不同直径的空心光束或径向偏振光对侧泵放大器中的增益介质进行测试，从而获取侧泵放大器中增益介质径向不同位置处的热焦距，从而精确测量侧泵放大器的热致球差。
在上述实施例的基础上，所述获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息具体为，通过移动所述探测平面，找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
具体的，通过移动探测面的位置，从而找到测试激光在穿透增益介质后的光线中光斑最细的位置，该位置即为所述测试激光通过所述增益介质后的焦点位置，从而计算出所述增益介质的球差。
在上述实施例的基础上，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
具体的，径向偏振光经侧泵模块后，因放大器径向热沉积差异，棒状径向不同位置处对探测光的聚焦能力不同，即热透镜焦距存在差异。在探测面板上获取的光线信息包括不同径向的测试激光通过增益介质后获取增益介质在不同径向位置处的焦点，从而获取侧泵放大器中增益介质的的整体球差。
在上述实施例的基础上，还包括基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
具体的，为改善高功率激光光束质量，必须补偿激光放大器热致球差。通过获取的增益介质整体球差，从而可以设计加工热致球差相对应的非球面镜，对增益介质的球差进行补偿，从而可以完全补偿激光波前畸变。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种侧泵放大器热透镜球差测量装置，其特征在于，包括：
测试光源，用于向增益介质发射测试激光；
侧泵模块，用于使所述测试激光经过侧泵中的增益介质；
探测平面，用于接收所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息；
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光线信息为所述测试激光通过所述增益介质后的焦点位置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试激光沿激光放大方向经过所述侧泵模块。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测平面为可移动平面，通过找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括球差补偿模块，用于基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
7.一种侧泵放大器热透球差测量方法，其特征在于，包括：
S1，打开测试光源，所述测试光源向增益介质发射测试激光；
S2，测试激光通过侧泵模块中的增益介质后将光斑投射于探测平面上；
S3，通过移动探测平面，获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息；
其中，所述测试激光为不同直径的空心光束或径向偏振光。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取所述测试激光通过所述增益介质后的光线信息具体为，通过移动所述探测平面，找到光斑最细的位置，获得所述增益介质的球差。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光线信息包含所述增益介质在不同径向处的焦点。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括基于所述光线信号，对所述增益介质进行补偿。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657119A (en) * 1995-02-01 1997-08-12 Cornell Research Foundation, Inc. Spectrometry using an optical parametric oscillator
CN1884991A (zh) * 2006-05-26 2006-12-27 北京工业大学 固体激光器切向和径向热焦距测量方法
CN101169592A (zh) * 2006-10-23 2008-04-30 上海华虹Nec电子有限公司 一种在线球差测量方法
CN102175429A (zh) * 2011-01-11 2011-09-07 山西大学 一种激光器热焦距的测量方法
CN102607812A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 北京国科世纪激光技术有限公司 一种侧泵激光模块热效应的检测装置
CN102645322A (zh) * 2012-05-08 2012-08-22 北京理工大学 差动共焦系统球差测量方法
CN103499431A (zh) * 2013-09-02 2014-01-08 长春理工大学 一种固体激光晶体动态热焦距测量方法与装置
CN103887701A (zh) * 2014-03-19 2014-06-25 浙江大学 一种采用腔外波前自再现实现激光放大器中光束质量控制的装置和方法
CN105547656A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 潍坊学院 一种在线实时测量激光晶体热透镜焦距的方法与装置
CN105576488A (zh) * 2014-10-11 2016-05-11 中国科学院理化技术研究所 一种基于板条增益介质的激光再生放大器
CN108760253A (zh) * 2018-08-17 2018-11-06 苏州帕沃激光科技有限公司 一种激光晶体热焦距快速测量方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5657119A (en) * 1995-02-01 1997-08-12 Cornell Research Foundation, Inc. Spectrometry using an optical parametric oscillator
CN1884991A (zh) * 2006-05-26 2006-12-27 北京工业大学 固体激光器切向和径向热焦距测量方法
CN101169592A (zh) * 2006-10-23 2008-04-30 上海华虹Nec电子有限公司 一种在线球差测量方法
CN102175429A (zh) * 2011-01-11 2011-09-07 山西大学 一种激光器热焦距的测量方法
CN102607812A (zh) * 2012-03-23 2012-07-25 北京国科世纪激光技术有限公司 一种侧泵激光模块热效应的检测装置
CN102645322A (zh) * 2012-05-08 2012-08-22 北京理工大学 差动共焦系统球差测量方法
CN103499431A (zh) * 2013-09-02 2014-01-08 长春理工大学 一种固体激光晶体动态热焦距测量方法与装置
CN103887701A (zh) * 2014-03-19 2014-06-25 浙江大学 一种采用腔外波前自再现实现激光放大器中光束质量控制的装置和方法
CN105576488A (zh) * 2014-10-11 2016-05-11 中国科学院理化技术研究所 一种基于板条增益介质的激光再生放大器
CN105547656A (zh) * 2016-02-02 2016-05-04 潍坊学院 一种在线实时测量激光晶体热透镜焦距的方法与装置
CN108760253A (zh) * 2018-08-17 2018-11-06 苏州帕沃激光科技有限公司 一种激光晶体热焦距快速测量方法

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