CN109742642A - 一种固体激光器热焦距测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体激光器热焦距测量方法及装置，利用固体激光器稳区随球面变形镜曲率变化而移动的规律，通过测量在一定范围内激光输出功率与泵浦功率的关系，逐渐缩小稳区位置，最终由热透镜光焦度与泵浦功率的线性关系计算各功率下的热透镜焦距。本发明一方面操作上无需额外光路，也无需改变谐振腔的机械结构，较传统方法更为便捷；另一方面，利用稳区图的二步法不仅可以精确测量热透镜的光焦度变化范围，而且在激光晶体实际运行状态下也可实现测量，进一步提高了测量结果的可靠性。

Description

一种固体激光器热焦距测量方法及装置

技术领域

本发明属于激光技术领域，更具体地，涉及一种固体激光器热焦距测量方法及装置。

背景技术

固体激光器由于具有体积小、功率高、光束质量好等优点，被广泛应用在材料加工、国防军事和科研领域。但是热透镜效应严重影响固体激光器输出功率、谐振腔的稳定性和输出光束的质量。

通过热透镜的补偿，可大大提升固体激光器的运行，首先由于降低了激光光斑尺寸对由泵浦功率变化造成的热焦距变化的敏感性，提高了激光输出功率的动态稳定性；其次，由于提高了激光器谐振腔光路结构的稳定性，可减小对反射镜准直的要求；同时可扩大激光工作物质的模式体积，最大程度地利用激活物质的储能。因此解决固体激光器的热透镜效应迫在眉睫。

现有固体激光器热焦距测量技术主要有：(1)探测光束法分别测量探测光束入射到增益介质前后光斑大小和发散角，通过ABCD矩阵计算激光晶体的热焦距。但是，该方法的测量精度容易受测量误差影响，同时需要引入额外光路，不能测量工作状态下的实际热焦距的大小。(2)相干测量法主要利用泰曼-格林干涉仪测量增益介质的光程差，计算光焦度。但是，泰曼-格林干涉仪对于振动非常敏感，微小的振动都会引起机械臂上反射镜的振动，从而使光程差发生变化。同时，热效应还会导增益介质附近空气不均匀，影响光程差的测量。(3)波前畸变探测法利用Shack-Hartman波前传感器对增益介质的光程进行测量，相对干涉仪，Shack-Hartman波前传感器对振动不敏感，但是空间分辨率远低于干涉仪。(4)介稳腔法。利用平平腔结构的临界稳定性条件测量热透镜的焦距。该方法需要调节谐振腔到临界腔状态，因此对谐振腔的准直要求很高。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种固体激光器热焦距测量方法及装置，旨在解决现有测量技术无法便捷、准确测量固体激光器实际运行中热焦距的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种固体激光器热焦距测量方法，包括：

(1)根据泵浦功率的目标区间，确定谐振腔平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长、激光晶体与谐振腔球面变形镜间的臂长；

(2)通过改变球面变形镜的载荷改变其曲率半径使激光器对应的稳区图平移；并根据激光器泵浦功率和输出功率间的关系，确定目标区间的泵浦功率所对应的光焦度变化范围；

(3)增大激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，并减小激光晶体与球面变形镜间的臂长，重复步骤(2)；

(4)确定热透镜的光焦度与泵浦功率的线性系数，实现固体激光器热焦距的测量。

优选地，根据激光器的泵浦功率和输出功率之间的关系，确定热透镜光焦度变化范围的方法为：

若激光器的输出功率与泵浦功率呈线性关系，则激光器的工作点在稳区范围内，对应热透镜的光焦度包含在稳区对应的光焦度变化范围内；

若激光器的输出功率与泵浦功率呈非线性关系，则激光器的工作点在稳区边缘，对应热透镜的光焦度部分包含在稳区对应的光焦度变化范围内；

若未观察到激光输出，则激光器的工作点在非稳区，对应热透镜的光焦度均不包含在稳区对应光焦度变化范围内。

具体地，所述平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长用于调节激光的稳区宽度，两者之间的关系为：

其中，|ΔD_th|为稳区宽度，即谐振腔处于稳区时目标区间的泵浦功率所对应的热透镜光焦度变化范围；L₂为平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长。

具体地，所述激光晶体与球面变形镜间的臂长、球面变形镜的曲率半径用于调节稳区图中稳区位置，三者之间的关系为：

其中，C为常数；D_th为谐振腔处于稳区时热透镜的光焦度；L₁为激光晶体与球面变形镜间的臂长；R₁为球面变形镜的曲率半径；

从上述公式可知，当平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长一定时，稳区位置与球面变形镜的曲率半径、激光晶体与球面变形镜间的臂长相关；

若球面变形镜的曲率半径变化量一定时，激光晶体与球面变形镜间的臂长越小，D_th变化量越小，则稳区移动距离越小，测量精度越准；

若激光晶体与球面变形镜间的臂长一定时，随着球面变形镜的曲率半径的增加，激光器的稳区会向光焦度增加的方向移动。

考虑平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长的变化，当增大平面输出耦合镜与激光晶体间臂长，会抑制D_th变化量，更有利于测量精度的提高；

另一方面，本发明提供了一种固体激光器热焦距测量装置，包括：谐振腔，激光工作物质和泵浦系统；所述谐振腔在不移动机械结构的情况下，用于对激光的振荡以及输出激光稳区位置的调节；所述激光工作物质介于谐振腔两端的反射镜之间，用于在泵浦系统的作用下实现粒子数反转；所述泵浦系统传递泵浦光至激光工作物质，为实现粒子数反转提供能量；

优选地，所述谐振腔包括平面输出耦合镜和球面变形镜；所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一端，所述球面变形镜位于激光工作物质的另一端，均与激光工作物质的轴线垂直；所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置。

优选地，所述谐振腔为V型腔，包括平面输出耦合镜、球面变形镜和平面反射镜；所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一侧，与激光工作物质轴线垂直；以所述平面反射镜的法线方向为对称轴，在平面反射镜的反射侧，激光工作物质、球面变形镜以与法线方向相同夹角位于对称轴两侧；所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置；所述平面反射镜用于泵浦光和激光全部反射。

优选地，固体激光器热焦距测量装置，还包括：文丘里喷嘴和气动装置；所述泵浦系统为半导体泵浦；所述球面变形镜为气动球面变形反射镜；文丘里喷嘴与气动装置连接，用于为球面反射镜提供驱动负压；

优选地，激光工作物质为掺杂浓度为7％、厚度为200μm的Yb:YAG碟片；

优选地，所述泵浦系统由波长为940nm的半导体激光器及一个提供24路泵浦的多路泵浦系统组成。

优选地，气动球面变形反射镜为表面镀有对泵浦波长和激光波长高反膜层的石英玻璃，其产生的形变与玻璃的物理性质、厚度分布、半径和载荷分布参数相关；

优选地，所述文丘里喷嘴为真空发生器；所述气动装置为压缩气罐。

本发明还包括其他球面反射镜的实现方式，如基于逆压电效应的压电变形镜、静电驱动的微机械膜变形镜和磁致伸缩变形镜。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

(1)本发明不需要在谐振腔中引入额外的光路和探测激光，仅需要通过改变球面变形镜的载荷实现稳区的平移，而无需移动谐振腔的机械结构，同时，在探测层面仅需要测量输出功率与泵浦功率，而不需要进行较复杂的干涉测量和面型计算，因此，相比于现有技术采用的方法比较便捷。

(2)本发明提供的方法采用两步平移法可以精确测量激光晶体的热焦距，第一步，激光晶体与球面变形镜间的臂长较大时，球面变形镜的曲率半径较小的变化可引起稳区大范围的移动，实现粗侧光焦度；第二步减小激光晶体与球面变形镜间的臂长，增加激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，减小稳区平移步长使测量精度进一步提高，因此，本发明测量光焦度的精确度更高。

(3)本发明提供的方法是在激光晶体在激活状态下测量的热焦距，能够真实地表明激光器实际工作时的热焦距大小，相比于现有技术，本发明提供的方法更具有真实性。

附图说明

图1是实施例中碟片激光器V型谐振腔；

图2是实施例中气动球面变形反射镜的结构示意图；

图3是实施例中V型谐振腔的等效谐振腔；

图4是不同载荷下球面变形镜的形变示意图；

图5是实施例中不同气压载荷时气动球面变形镜的形变示意图；

图6是球面变形镜曲率半径变化时对应稳区移动步长示意图；

图7是实施例中球面变形镜曲率半径变化导致稳区移动的示意图；

图8是实施例中的稳区平移图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种固体激光器热焦距测量方法，包括：

(1)根据泵浦功率的目标区间，确定谐振腔平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长、激光晶体与谐振腔球面变形镜间的臂长，使谐振腔既对光焦度的变化不敏感，又满足基模光斑半径与泵浦光斑的匹配关系；

(2)通过改变球面变形镜的载荷改变其曲率半径使激光器对应的稳区图平移；并根据激光器泵浦功率和输出功率间的关系，确定目标区间的泵浦功率所对应的光焦度变化范围；

(3)增大激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，并减小激光晶体与球面变形镜间的臂长，重复步骤(2)；

(4)确定热透镜的光焦度与泵浦功率的线性系数，实现固体激光器热焦距的测量。

本发明中将对应基模光斑半径与热透镜光焦度的变化曲线记为稳区图，稳区图上的任意一点表示对应光焦度时的激光工作点。

优选地，根据激光器泵浦功率和输出功率之间的关系，确定热透镜光焦度变化范围的方法为：

若激光器的输出功率与泵浦功率呈线性关系，则激光器的工作点在稳区范围内，对应热透镜的光焦度包含在稳区对应的光焦度变化范围内；

若激光器的输出功率与泵浦功率呈非线性关系，则激光器的工作点在稳区边缘，对应热透镜的光焦度部分包含在稳区对应光焦度变化范围内；

若未观察到激光输出，则激光器的工作点在非稳区，对应热透镜的光焦度全部不包含在稳区对应的光焦度变化范围内。

具体地，所述平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长用于调节激光的稳区宽度；两者之间的关系为：

其中，|ΔD_th|为稳区宽度，即谐振腔处于稳区时目标区间的泵浦功率所对应的热透镜光焦度变化范围；L₂为平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长。

具体地，所述激光晶体与球面变形镜间的臂长、球面变形镜的曲率半径用于调节稳区图中稳区位置的关系为：

其中，C为常数；D_th为谐振腔稳区时热透镜的光焦度；L₁为激光晶体与球面变形镜间的臂长；R₁为球面变形镜的曲率半径；

从上述公式可知，当平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长一定时，稳区位置与球面变形镜的曲率半径、激光晶体与球面变形镜间的臂长相关；

若球面变形镜的曲率半径变化量一定时，激光晶体与球面变形镜间的臂长越小，D_th变化量越小，则稳区移动距离越小，测量精度越准；

若激光晶体与球面变形镜间的臂长一定时，随着球面变形镜的曲率半径的增加，激光器的稳区会向光焦度增加的方向移动。

考虑平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长的变化，增大平面输出耦合镜与激光晶体间臂长，会抑制D_th变化量，更有利于测量精度的提高；

另一方面，本发明提供了一种固体激光器热焦距测量装置，包括：谐振腔，激光工作物质和泵浦系统；所述谐振腔在不移动机械结构的情况下，用于激光的振荡以及输出激光稳区位置的调节；所述激光工作物质介于谐振腔两端的反射镜之间，用于在泵浦系统的作用下可实现粒子数反转；，用于在泵浦系统的作用下实现粒子数反转；所述泵浦系统传递泵浦光至激光工作物质，为实现粒子数反转提供能量；

优选地，所述谐振腔包括平面输出耦合镜和球面变形镜；所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一端，所述球面变形镜位于激光工作物质的另一端，均与激光工作物质的轴线垂直；所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置。

优选地，如图1所示，所述谐振腔为V型腔，包括平面输出耦合镜1、球面变形镜4和平面反射镜3；所述平面输出耦合镜1位于激光工作物质2的一侧，与激光工作物质2轴线垂直；以所述平面反射镜3的法线方向为对称轴，在平面反射镜3的反射侧，激光工作物质2、球面变形镜4以与法线方向相同夹角位于对称轴两侧；所述平面输出耦合镜1用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；所述球面变形镜4的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置；所述平面反射镜3用于泵浦光和激光全部反射。

下面结合具体实施例介绍本发明的技术方案：

本实施例提供了一种固体激光器热焦距测量装置，如图2所示，包括：平面输出耦合镜、球面变形镜6、平面反射镜，激光工作物质、半导体泵浦系统、文丘里喷嘴、气动装置和底座7；

所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一侧，与激光工作物质轴线垂直；所述激光工作物质的另一侧连接平面反射镜的反射侧；以所述平面反射镜的法线方向为对称轴，在平面反射镜的反射侧，激光工作物质、球面变形镜以与法线方向相同夹角位于对称轴两侧；所述半导体泵浦系统传递泵浦光至激光工作物质；所述球面变形镜6和底座7粘接固定保证气密性；所述文丘里喷嘴、气动装置通过气管连接；文丘里喷嘴的输出端与气孔9相通，底座7与球面变形镜6之间形成气室8；

所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置；所述平面反射镜用于泵浦光和激光全部反射；所述激光工作物质在泵浦系统的作用下可实现粒子数反转；所述半导体泵浦系统用于为实现粒子数反转提供能量；所述文丘里喷嘴和气动装置用于为球面反射镜提供驱动负压；所述底座用于支撑球面变形镜；

如图2所示，气动装置和文丘里喷嘴可带动变形镜气室8里的空气排出，从而在气室8产生负压，大气压和气室8的压强差形成对变形镜镜面6的载荷，从而使变形镜产生凹面形变。

需要特别指出的是由于平面输出耦合镜、球面变形镜、平面反射镜三者的位置关系呈V形状态，因此，三者共同构成了V型腔。

V型腔的等效腔型如图3所示，热透镜效应和V型腔结构对于激光工作点的稳定性影响可通过ABCD矩阵进行分析，计算得到稳区宽度，即谐振腔处于稳区时的激光晶体热透镜光焦度的变化范围|ΔD_th|：

其中，L₂为平面输出耦合镜到激光晶体的臂长；D₁为ABCD矩阵中对应的热透镜光焦度；D₂为ABCD矩阵中对应的热透镜光焦度；

所述球面变形镜为产生大扰度的石英玻璃，表面镀有对泵浦波长和激光波长高反的膜层，如图4所示，其产生的形变与玻璃的物理性质、厚度分布、半径和载荷分布等参数有关；通过设计这些参数能够使变形镜在中心的部分区域产生球面形变，如图5所示，在文丘里喷嘴和气动装置的作用下，均匀厚度球面变形镜在不同载荷下的形变情况，通过计算得知其中心区域的形变始终为球面形变。

优选地，文丘里喷嘴为真空发生器；气动装置为压缩气罐；激光工作物质为掺杂浓度为7％、厚度为200μm的Yb:YAG碟片，碟片安装在热沉上，使用冲击冷却，冷却水的温度为20摄氏度；泵浦系统由波长为940nm的半导体激光器及一个提供24路泵浦的多路泵浦组成。

基于上述固体激光器热焦距测量装置，本实施例提出固体激光器热焦距测量方法，包括：

(1)根据泵浦功率的目标区间，确定激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长以及激光晶体与球面变形镜间的臂长，如图1所示；

具体地，选择较小激光晶体与球面变形镜间的臂长，产生较大的稳区宽度，选择较大平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，便于较小球面变形镜曲率半径变化量获取稳区较大移动范围。

(2)通过改变球面变形镜的载荷改变其曲率半径使激光器对应的稳区图平移；并根据激光器的泵浦功率和输出功率之间的关系，确定目标区间的泵浦功率所对应的光焦度变化范围。

具体地，如图6所示，在多个球面变形镜的曲率半径下计算稳区平移步长，通常选择稳区平移步长为0.1m^-1左右；

根据如图5所示的球面变形镜，当球面变形镜的曲率半径一定后，利用球面变形镜的形变方程求出所需的气压载荷，即真空发生器所需要产生的真空度；

具体稳区图随球面变形镜曲率半径的变化如图6所示，合理选择球面变形镜曲率半径的变化步长，可实现稳区图的等间隔平移

根据激光器的泵浦功率和输出功率之间的关系，确定热透镜光焦度变化范围，具体如图7所示：

若激光器的输出功率与泵浦功率呈线性关系，且线性趋势在整个泵浦功率范围内保持良好，则激光器的工作点在稳区范围内，对应热透镜的光焦度包含在如图8所对应的范围1；

持续增加球面变形镜曲率半径，若碟片的输出功率仍然保持与泵浦功率的线性关系，则表明在整个实验的泵浦功率范围内，谐振腔始终工作在稳区，故稳区范围由范围1缩小到范围2；

再次持续增加球面变形镜曲率半径，若激光器的输出功率与泵浦功率呈非线性关系，即在低泵浦功率时激光器刚好没有激光输出，则确定稳区的左边界，稳区可进一步缩小至范围3；

持续增加球面变形镜曲率半径，若在整个泵浦功率范围内都没有激光输出时，则可以确定稳区的右边界；

若未观察到激光输出，则激光器的工作点在非稳区，对应热透镜的光焦度不包含在所求光焦度变化范围内。

综上，碟片晶体在整个实验泵浦功率范围内的光焦度范围对应于图8所示的最终范围。

(3)增大激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，并减小激光晶体与球面变形镜间的臂长，重复步骤(2)；

更为具体地，通过调节平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，可调节激光的稳区宽度；稳区宽度、平面输出耦合镜与激光晶体间臂长之间的关系为：

其中，|ΔD_th|为稳区宽度，即谐振腔处于稳区时目标区间的泵浦功率所对应的热透镜光焦度变化范围；L₂为平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长。

具体地，激光的稳区位置、激光晶体与球面变形镜间的臂长、球面变形镜的曲率半径之间的关系如下：

其中，C为常数；D_th为谐振腔稳区时激光晶体热透镜的光焦度；L₁为激光晶体与球面变形镜间的臂长；R₁为球面变形镜的曲率半径；

从上述公式可知，当平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长一定时，稳区位置与球面变形镜的曲率半径、激光晶体与球面变形镜间的臂长相关；

若球面变形镜的曲率半径变化量一定时，激光晶体与球面变形镜间的臂长越小，D_th变化量越小，则稳区移动距离越小，测量精度越准；

若激光晶体与球面变形镜间的臂长一定时，随着球面变形镜的曲率半径的增加，激光器的稳区会向光焦度增加的方向移动。

考虑平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长的变化，增大的平面输出耦合镜与激光晶体间臂长，会抑制D_th变化量，更有利于测量精度的提高；

因此，上述步骤(3)基于步骤(2)的测量的碟片光焦度范围，由于稳区的平移步长更小，能够获取更为精确的测量结果。

(4)确定热透镜的光焦度与泵浦功率的线性系数，实现固体激光器热焦距的测量。

具体地，结合上述步骤(2)～(3)测量获取的碟片光焦度精确范围，可以得到在实验泵浦功率范围内的不同功率下的碟片光焦度，即热焦距。

除了本实施例中球面变形镜采用的基于分布式表面载荷的气动球面变形镜外，本发明还包括其他球面反射镜的实现方式，如基于逆压电效应的压电变形镜、静电驱动的微机械膜变形镜和磁致伸缩变形镜。

本发明的核心内容是利用固体激光器的稳区随球面变形镜的曲率变化而移动的规律，通过测量在一定范围内激光输出功率与泵浦功率的关系，判断并逐渐缩小稳区位置，最终由热透镜光焦度与泵浦功率的线性关系计算各功率下的热透镜焦距。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固体激光器热焦距测量方法，其特征在于，包括：

(1)根据泵浦功率的目标区间，确定谐振腔平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长、激光晶体与谐振腔球面变形镜间的臂长；

(2)通过改变球面变形镜的载荷改变其曲率半径使激光器对应的稳区图平移；并根据激光器泵浦功率和输出功率间的关系，确定目标区间的泵浦功率所对应的光焦度变化范围；

(3)增大激光器中平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长，并减小激光晶体与球面变形镜间的臂长，重复步骤(2)；

(4)计算热透镜的光焦度与泵浦功率之间的线性系数，实现固体激光器热焦距的测量。

2.如权利要求1所述的固体激光器热焦距测量方法，其特征在于，所述根据激光器泵浦功率和输出功率之间的关系，确定热透镜光焦度变化范围的方法为：

若激光器的输出功率与泵浦功率呈线性关系，则激光器的工作点在稳区范围内，对应热透镜的光焦度包含在稳区对应的光焦度变化范围内；

若激光器的输出功率与泵浦功率呈非线性关系，则激光器的工作点在稳区边缘，对应热透镜的光焦度部分包含在稳区对应的光焦度变化范围内；

若未观察到激光输出，则激光器的工作点在非稳区，对应热透镜的光焦度均不包含在稳区对应光焦度变化范围内。

3.如权利要求1或2所述的固体激光器热焦距测量方法，其特征在于，所述平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长用于调节稳区图中的稳区宽度，两者之间的关系为：

其中，|ΔD_th|为稳区宽度；L₂为平面输出耦合镜与激光晶体间的臂长。

4.如权利要求3所述的固体激光器热焦距测量方法，其特征在于，所述激光晶体与球面变形镜间的臂长、球面变形镜的曲率半径用于调节稳区图中稳区位置，三者之间的关系为：

其中，C为常数；D_th为谐振腔处于稳区时热透镜的光焦度；L₁为激光晶体与球面变形镜间的臂长；R₁为球面变形镜的曲率半径。

5.一种固体激光器热焦距测量装置，其特征在于，包括：谐振腔，激光工作物质和泵浦系统；

所述谐振腔在不移动机械结构的情况下，用于激光的振荡以及稳区位置的调节；

所述激光工作物质介于谐振腔两端的反射镜之间，用于在泵浦系统的作用下实现粒子数反转；

所述泵浦系统传递泵浦光至激光工作物质，为激光工作物质实现粒子数反转提供能量。

6.如权利要求5所述的固体激光器热焦距测量装置，其特征在于，所述谐振腔包括平面输出耦合镜和球面变形镜；

所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一端，所述球面变形镜位于激光工作物质的另一端，均与激光工作物质的轴线垂直；

所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；

所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置。

7.如权利要求5所述的固体激光器热焦距测量装置，其特征在于，所述谐振腔为V型腔，包括平面输出耦合镜、球面变形镜和平面反射镜；

所述平面输出耦合镜位于激光工作物质的一侧，与激光工作物质轴线垂直；

以所述平面反射镜的法线方向为对称轴，在平面反射镜的反射侧，激光工作物质、球面变形镜以与法线方向相同夹角位于对称轴两侧；

所述平面输出耦合镜用于对泵浦光全部反射，对激光部分反射；

所述球面变形镜的曲率半径由施加的载荷控制，用于调节输出激光的稳区位置；

所述平面反射镜用于泵浦光和激光全部反射。

8.如权利6或7所述的固体激光器热焦距测量装置，其特征在于，所述球面变形镜包括：基于逆压电效应的压电变形镜、静电驱动的微机械膜变形镜、磁致伸缩变形镜和基于分布式表面载荷的气动球面变形反射镜。

9.如权利要求8所述的固体激光器热焦距测量装置，其特征在于，所述气动球面变形反射镜为表面镀有对泵浦波长和激光波长高反膜层的石英玻璃，其产生的形变与玻璃的物理性质、厚度分布、半径和载荷分布参数相关。