CN110190499A - 一种有效防止谐振腔失谐的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有效防止谐振腔失谐的方法，涉及谐振腔技术领域，包括功率监测模块、全反镜微调模块、镜片固化模块和电控模块，功率监测模块包含热电堆功率探头，全反镜微调模块包含固定镜架，固定镜架底部两侧分别设置有压电惯性驱动器，固定镜架顶部设置有全反镜，镜片固化模块包含紫外固化箱，紫外固化箱与电控模块相连，固定镜架顶部设置有紫外固化胶水，紫外固化箱由驱动控制模块控制紫外固化胶水，电控模块包含MCU。本发明解决了现有全反镜一般会固定在两维可调的光学镜架上，但是相比完全不可调的固定方式，两维可调的光学镜架的稳定性随使用也存在不确定性，可能会在激光器的工作寿命中造成谐振腔失谐的问题。

Description

一种有效防止谐振腔失谐的方法

技术领域

本发明属于谐振腔技术领域，具体涉及一种有效防止谐振腔失谐的方法。

背景技术

光学谐振腔(经常简称为“谐振腔”)是激光器的重要组成部分，它的主要作用有两个方面:①提供轴向光波的光学正反馈；②控制振荡模式的特性。激光器所采用的谐振腔，都属于“开放式谐振腔”。

在激光技术发展历史上最早提出的是所谓平行平面腔，它由两块平行平面反射镜组成。这种装置在光学上称为法布里-珀罗干涉仪，简记为F-P腔。随着激光技术的发展，以后又广泛采用由两块具有公共轴线的球面镜构成的谐振腔，称为共轴球面腔；其中一个反射镜为(或两个都为)平面的腔是这类腔的特例。由两个以上的反射镜构成谐振腔的情况也是常见的，折叠腔和环形腔就是这类谐振腔。只有具有一定的振荡频率和一定的空间分布的特定光束能够在腔内形成“自再现”振荡。在激光技术的术语中，通常将光学谐振腔内可能存在的这种特定光束称为腔的模式。不同的谐振腔具有不同的模式，因此选择不同的谐振腔就可以获得不同的输出光束形式。

全反镜作为谐振腔的组成部分，其稳定性对于谐振腔的功率稳定有着非常直接的影响，传统的方案中，为了实现谐振腔的优化调节，一般将全反镜固定在一个高稳定性的两维可调的光学镜架上，但是相比完全不可调的固定方式，反射镜架的稳定性随使用也存在不确定性，可能会在激光器的工作寿命中造成谐振腔失谐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种有效防止谐振腔失谐的方法，以解决上述背景技术中提出的为了实现谐振腔的优化调节，一般将全反镜固定在一个高稳定性的两维可调的光学镜架上，但是相比完全不可调的固定方式，两维可调的光学镜架的稳定性随使用也存在不确定性，可能会在激光器的工作寿命中造成谐振腔失谐的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有效防止谐振腔失谐的方法，包括功率监测模块、全反镜微调模块、镜片固化模块和电控模块，所述功率监测模块包含热电堆功率探头，热电堆功率探头可根据照射在功率感应区域的激光功率大小反馈一个对应的电压值，电控模块根据这一电压值判断对全反镜执行固化操作的时机，热电堆功率探头采集输出镜发射的激光，所述输出镜一侧设置有激光晶体，所述全反镜微调模块包含固定镜架，固定镜架呈两维角度，所述固定镜架底部两侧分别设置有压电惯性驱动器，所述固定镜架顶部设置有全反镜，所述压电惯性驱动器由电控模块控制；

镜片固化模块包含紫外固化箱，紫外固化箱所产生的紫外波段的光可以起到对于紫外固化胶水的固化效果，紫外固化箱与电控模块相连，所述固定镜架顶部设置有紫外固化胶水，所述紫外固化箱由驱动控制模块控制紫外固化胶水固化，所述全反镜通过紫外固化胶水固化固定在固定镜架上，所述电控模块包含MCU，MCU负责采集功率监测模块反馈回的电压值，判断是否需要启动功率自动优化模块，并在自动优化模块工作时控制倍频晶体的温度以及驱动压电惯性驱动器进行工作。

优选的，所述热电堆功率探头通过向电控系统实时反馈功率转换电压值，所述电控系统通过该电压值判断全反镜执行固化操作的时间。

优选的，所述紫外固化箱产生的紫外波段的光对紫外固化胶水进行固化。

优选的，所述MCU采集功率监测模块反馈回的电压值，当需要启动功率自动优化，电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度。

本发明提供了一种有效防止谐振腔失谐的方法，该方法为：

步骤1、固定镜架上与全反镜连接的位置涂抹紫外固化胶水，紫外固化胶水初始时没有很强的黏性，全反镜在固定镜架上依然可以调节角度；

步骤2、在固定镜架水平和俯仰调节孔位置集成了两个压电惯性驱动器，执行对于全反镜的两维调节，谐振腔出光后，激光照射在热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，经MCU处理后被等效为一个功率值；

步骤3、此时电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度；

步骤4、首先固定镜架的俯仰角，把功率优化到最高点，之后开始调节固定镜架的水平角，同样优化到最高点，一次调节循环结束，此调节步骤共执行三个循环，找到功率最高点；

步骤5、在功率最高点，电控模块触发紫外固化箱工作，对全反镜进行固化，紫外固化胶水遇紫外波段的光发生固化将全反镜固定住。

优选的，所述紫外固化箱表面涂有防锈漆。

与现有技术相比，本发明提供了一种有效防止谐振腔失谐的方法，具备以下有益效果：

本发明由谐振腔输出镜发射的激光照射在到热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，电控模块通过该电压值判断此时谐振腔的功率，与此同时，电控模块控制压电惯性驱动器对待固化的全反镜进行两维的角度优化，把谐振腔输出的激光功率优化到最大值，此时电控模块触发紫外固化箱，对全反镜进行固化操作。本发明解决了现有全反镜一般会固定在两维可调的光学镜架上，但是相比完全不可调的固定方式，两维可调的光学镜架的稳定性随使用也存在不确定性，可能会在激光器的工作寿命中造成谐振腔失谐的问题。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构科学合理，使用安全方便，为人们提供了很大的帮助。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的原理示意图；

图2为本发明提出的方法步骤图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种有效防止谐振腔失谐的方法技术方案：一种有效防止谐振腔失谐的方法，包括功率监测模块、全反镜微调模块、镜片固化模块和电控模块，功率监测模块包含热电堆功率探头，热电堆功率探头采集输出镜发射的激光，输出镜一侧设置有激光晶体，全反镜微调模块包含固定镜架，固定镜架呈两维角度，固定镜架底部两侧分别设置有压电惯性驱动器，固定镜架顶部设置有全反镜，压电惯性驱动器由电控模块控制；

镜片固化模块包含紫外固化箱，紫外固化箱与电控模块相连，固定镜架顶部设置有紫外固化胶水，紫外固化箱由驱动控制模块控制紫外固化胶水，全反镜通过紫外固化胶水固化固定在固定镜架上，电控模块包含MCU。

热电堆功率探头通过向电控系统实时反馈功率转换电压值，电控系统通过该电压值判断全反镜执行固化操作的时间。

MCU采集功率监测模块反馈回的电压值，当需要启动功率自动优化，电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度。

本发明提供了一种有效防止谐振腔失谐的方法，该方法为：

步骤1、固定镜架上与全反镜连接的位置涂抹紫外固化胶水，紫外固化胶水初始时没有很强的黏性，全反镜在固定镜架上依然可以调节角度；

步骤2、在固定镜架水平和俯仰调节孔位置集成了两个压电惯性驱动器，执行对于全反镜的两维调节，谐振腔出光后，激光照射在热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，经MCU处理后被等效为一个功率值；

步骤3、此时电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度；

步骤4、首先固定镜架的俯仰角，把功率优化到最高点，之后开始调节固定镜架的水平角，同样优化到最高点，一次调节循环结束，此调节步骤共执行三个循环，找到功率最高点；

步骤5、在功率最高点，电控模块触发紫外固化箱工作，对全反镜进行固化，紫外固化胶水遇紫外波段的光发生固化将全反镜固定住。

本发明的工作原理及使用流程：由谐振腔输出镜发射的激光照射在到热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，电控模块通过该电压值判断此时谐振腔的功率，与此同时，电控模块控制压电惯性驱动器对待固化的全反镜进行两维的角度优化，把谐振腔输出的激光功率优化到最大值，此时电控模块触发紫外固化箱，对全反镜进行固化操作，本发明解决了现有全反镜一般会固定在两维可调的光学镜架上，但是相比完全不可调的固定方式，两维可调的光学镜架的稳定性随使用也存在不确定性，可能会在激光器的工作寿命中造成谐振腔失谐的问题。

主要步骤：

不可调节式的全反镜支架与全反镜连接的位置涂抹有紫外固化胶水，紫外固化胶水初始时没有很强的黏性，全反镜在支架上依然可以调节角度，紫外固化胶水遇紫外波段的光会发生固化；

用于在固化前辅助固定谐振腔全反镜的固定镜架，在其水平和俯仰调节孔位置集成了两个压电惯性驱动器，可以执行对于全反镜的两维调节。谐振腔出光后，激光照射在热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，经MCU处理后被等效为一个功率值；

此时电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度，根据激光原理，谐振腔的输出功率会随角度优化的过程而变化；

首先调节固定镜架的俯仰角，把功率优化到最高点，之后开始调节固定镜架的水平角，同样优化到最高点，一次调节循环结束。此调节步骤共执行三个循环，找到功率最高点；

在功率最高点，电控模块触发紫外固化箱工作，对全反镜进行固化，由此得到一个全反镜不可调且功率优化到最高点的稳定性极高的谐振腔。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于：包括功率监测模块、全反镜微调模块、镜片固化模块和电控模块，所述功率监测模块包含热电堆功率探头，热电堆功率探头采集输出镜发射的激光，所述输出镜一侧设置有激光晶体，所述全反镜微调模块包含固定镜架，固定镜架呈两维角度，所述固定镜架底部两侧分别设置有压电惯性驱动器，所述固定镜架顶部设置有全反镜，所述压电惯性驱动器由电控模块控制；

镜片固化模块包含紫外固化箱，紫外固化箱与电控模块相连，所述固定镜架顶部设置有紫外固化胶水，所述紫外固化箱由驱动控制模块控制紫外固化胶水固化，所述全反镜通过紫外固化胶水固化固定在固定镜架上，所述电控模块包含MCU。

2.根据权利要求1所述的一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于：所述热电堆功率探头通过向电控系统实时反馈功率转换电压值，所述电控系统通过该电压值判断全反镜执行固化操作的时间。

3.根据权利要求1所述的一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于：所述紫外固化箱产生的紫外波段的光对紫外固化胶水进行固化。

4.根据权利要求1所述的一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于：所述MCU采集功率监测模块反馈回的电压值，当需要启动功率自动优化，电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度。

5.根据权利要求1-4所述的一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于，该方法为：

步骤1、固定镜架上与全反镜连接的位置涂抹紫外固化胶水，紫外固化胶水初始时没有很强的黏性，全反镜在固定镜架上依然可以调节角度；

步骤2、在固定镜架水平和俯仰调节孔位置集成了两个压电惯性驱动器，执行对于全反镜的两维调节，谐振腔出光后，激光照射在热电堆功率探头上，热电堆功率探头会向电控模块反馈一个电压值，经MCU处理后被等效为一个功率值；

步骤3、此时电控模块开始控制压电惯性驱动器优化全反镜的角度；

步骤4、首先固定镜架的俯仰角，把功率优化到最高点，之后开始调节固定镜架的水平角，同样优化到最高点，一次调节循环结束，此调节步骤共执行三个循环，找到功率最高点；

步骤5、在功率最高点，电控模块触发紫外固化箱工作，对全反镜进行固化，紫外固化胶水遇紫外波段的光发生固化将全反镜固定住。

6.根据权利要求1所述的一种有效防止谐振腔失谐的方法，其特征在于：所述紫外固化箱表面涂有防锈漆。