CN111193178A - 一种高精度激光功率调节稳定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高精度激光功率调节稳定系统，包括激光腔、功率反馈装置、增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置、输出耦合端，激光腔内产生激光，并从输出耦合端输出激光，功率反馈装置设置于激光腔内或作为激光腔外的分离部件，增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置均设置于激光腔内，功率反馈装置的输出端与增益介质电流控制装置的输入端信号连接，增益介质电流控制装置的输出端与温度控制装置的输入端信号连接，温度控制装置的输出端与激光腔相位控制装置的输入端信号连接。本发明可对入射光的功率变化进行实时反馈，并按工作要求设计电流、温度和相位，外界影响激光功率的变化，通过相位控制调节稳定。

Description

一种高精度激光功率调节稳定系统
技术领域
本发明涉及激光输出技术领域，尤其涉及一种高精度激光功率调节稳定系统。
背景技术
随着非线性光学技术的不断成熟和突破，激光频率变换技术取得了长足进步，也大大促进了激光器的发展。激光功率输出稳定度是激光器的一个重要指标，高稳定度的激光器在激光微加工、激光医疗、光辐射计量和激光军事应用等领域有着广泛的应用。
基于非线性参量转换过程得到特定波长的激光器，影响其功率稳定性的因素较多，其中，入射激光的稳定性和非线性晶体的热致相位失配是两个最主要的因素。单一的解决入射激光的稳定性或相位失配问题都不能显著提高激光输出稳定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度激光功率调节稳定系统。
本发明的技术方案如下：一种高精度激光功率调节稳定系统，包括激光腔、功率反馈装置、增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置以及输出耦合端，所述输出耦合端设置于所述激光腔的一端，所述激光腔内产生激光，并从所述输出耦合端输出激光耦合到光纤上，所述功率反馈装置设置于所述激光腔内或作为激光腔外的分离部件，所述增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置均设置于所述激光腔内，所述功率反馈装置的输出端与所述增益介质电流控制装置的输入端信号连接，所述增益介质电流控制装置的输出端与所述温度控制装置的输入端信号连接，所述温度控制装置的输出端与所述激光腔相位控制装置的输入端信号连接。
进一步地，所述功率反馈装置由光学部件、探测元件、信号处理电路组成。
进一步地，所述增益介质电流控制装置由增益芯片和电流电路组成。
进一步地，所述温度控制装置由温度传感器、冷却/加热元件和反馈控制电路组成。
进一步地，所述激光腔相位控制装置由激光腔内光学元件和驱动电路组成。
进一步地，所述激光腔由光学和机械部件组成，使激光腔内损毁小于增益从而产生激光。
进一步地，所述输出耦合端由一个或多个光机部件组成。
进一步地，该高精度激光功率调节稳定系统的各部件均由电路控制。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的激光输出功率可按照设计要求，对功率反馈电路进行定标，定标后的系统按工作要求设计电流、温度和相位，外界影响激光功率的变化，通过相位控制装置调节达到稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高精度激光功率调节稳定系统的系统组成示意图。
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。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
实施例
如图1所示为本发明实施例提供的一种高精度激光功率调节稳定系统，其包括激光腔1、功率反馈装置2、增益介质电流控制装置3、温度控制装置4、激光腔相位控制装置5以及输出耦合端6，该所有部件都由电路控制，输出耦合端6设置于激光腔1的一端，激光腔1由光学和机械部件组成，使激光腔1内损毁小于增益从而产生激光，并从输出耦合端6输出激光，所述输出耦合端6由一个或多个光机部件组成，从而把输出激光高效地耦合到光纤上，功率反馈装置2设置于激光腔1内或作为激光腔1外的分离部件，也可以是激光腔1的一部分，所述增益介质电流控制装置3、温度控制装置4、激光腔相位控制装置5均设置于激光腔1内。
功率反馈装置2对参量转换过程中入射光的功率变化进行实时反馈控制，功率反馈装置2的输出端与增益介质电流控制装置5的输入端信号连接。
增益介质电流控制装置3控制电流增益，增益介质电流控制装置3的输出端与温度控制装置4的输入端信号连接。
温度控制装置4对激光腔1内的温度进行精确控制，温度控制装置4的输出端与激光腔相位控制装置5的输入端信号连接。
激光腔相位控制装置5调节输出激光的相位。
具体地，所述功率反馈装置2由光学部件、探测元件、信号处理电路组成。
所述增益介质电流控制装置3由增益芯片和电流电路组成。
所述温度控制装置4由温度传感器、冷却/加热元件和反馈控制电路组成。
所述激光腔相位控制装置5由激光腔内光学元件和驱动电路组成。
工作原理：激光输出功率按设计要求，对功率反馈电路进行定标，定标后的系统按工作要求设计电流、温度和相位，外界影响激光功率的变化，通过相位控制装置调节从而达到稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，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 (8)

1.一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：包括激光腔、功率反馈装置、增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置以及输出耦合端，所述输出耦合端设置于所述激光腔的一端，所述激光腔内产生激光，并从所述输出耦合端输出激光耦合到光纤上，所述功率反馈装置设置于所述激光腔内或作为激光腔外的分离部件，所述增益介质电流控制装置、温度控制装置、激光腔相位控制装置均设置于所述激光腔内，所述功率反馈装置的输出端与所述增益介质电流控制装置的输入端信号连接，所述增益介质电流控制装置的输出端与所述温度控制装置的输入端信号连接，所述温度控制装置的输出端与所述激光腔相位控制装置的输入端信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述功率反馈装置由光学部件、探测元件、信号处理电路组成。
3.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述增益介质电流控制装置由增益芯片和电流电路组成。
4.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述温度控制装置由温度传感器、冷却/加热元件和反馈控制电路组成。
5.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述激光腔相位控制装置由激光腔内光学元件和驱动电路组成。
6.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述激光腔由光学和机械部件组成，使激光腔内损毁小于增益从而产生激光。
7.根据权利要求1所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：所述输出耦合端由一个或多个光机部件组成。
8.根据权利要求1~7任一项所述的一种高精度激光功率调节稳定系统，其特征在于：该高精度激光功率调节稳定系统的各部件均由电路控制。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102306904A (zh) * 2011-08-04 2012-01-04 南昌航空大学 基于前馈解耦控制的高精密半导体激光系统
CN102522697A (zh) * 2012-01-09 2012-06-27 桂林优西科学仪器有限责任公司 Dbr可调谐激光光源系统及其控制方法
CN106785893A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 鄄城上德仪表有限公司 一种激光二极管幅度调制电路
CN107437722A (zh) * 2016-10-25 2017-12-05 中国科学院福建物质结构研究所 一种半导体激光器的无调制稳频方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102306904A (zh) * 2011-08-04 2012-01-04 南昌航空大学 基于前馈解耦控制的高精密半导体激光系统
CN102522697A (zh) * 2012-01-09 2012-06-27 桂林优西科学仪器有限责任公司 Dbr可调谐激光光源系统及其控制方法
CN107437722A (zh) * 2016-10-25 2017-12-05 中国科学院福建物质结构研究所 一种半导体激光器的无调制稳频方法和装置
CN106785893A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 鄄城上德仪表有限公司 一种激光二极管幅度调制电路

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