CN111725697A - 一种多波长激光束产生方法及装置 - Google Patents

一种多波长激光束产生方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111725697A
CN111725697A CN202010573434.6A CN202010573434A CN111725697A CN 111725697 A CN111725697 A CN 111725697A CN 202010573434 A CN202010573434 A CN 202010573434A CN 111725697 A CN111725697 A CN 111725697A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wavelength
laser
wavelengths
laser beam
acousto
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010573434.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111725697B (zh
Inventor
梁志国
武腾飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Original Assignee
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC filed Critical Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority to CN202010573434.6A priority Critical patent/CN111725697B/zh
Publication of CN111725697A publication Critical patent/CN111725697A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111725697B publication Critical patent/CN111725697B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开的一种多波长激光束产生方法及装置，属于光电测量技术领域。本发明的装置主要由激光器、偏振分光镜、λ/2波片、声光调制器、光阑、透镜、平面反射镜、正弦信号源组成。本发明仅仅基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式获得不同波长的激光光束，再使用透镜将其转化为平行光，经反射合束，从而获得包含多个波长分量的多波长激光束，完成以单波长激光束实现多波长激光束的产生。本发明结构简单、可靠，成本低廉、易实现。本发明不仅便于实现远程测距应用，还适用于其它一个激光器应对具有多个波长需求的工程应用场合。

Description

一种多波长激光束产生方法及装置
技术领域
本发明涉及一种多波长激光束产生方法及装置，属于光电测量技术领域。
背景技术
激光测量包括干涉测量和非干涉测量等多种，常用于测长、测距、测形貌、测角等，也有用于测振、测速、测运动等。其中，在很多场合用到多波长测量方式。在多波长测量方式中，存在包括双波长、三波长等方式。其中，实现双波长测量方式时，除了使用双激光器以外，常用非线性倍频技术，以及双折射晶体技术。但在飞秒激光多波长测距应用中，需要两个或三个不同波长的激光严格共光路运行，导致这些方式实现难度较大，效果不够理想。飞秒激光技术产生的激光束中，含有众多共光路的波长分量，从原理和逻辑上可以实现所需条件，但由于飞秒激光这种脉冲光所含波长分量太多，使得每一个单独波长激光的功率分量较低，在近距离测量时，尚可以实际应用，但不容易实现远程测距应用。
发明内容
针对飞秒激光三波长测距中，难以实现高功率多波长共光束的问题，本发明的目的是提供一种多波长激光束产生方法及装置，用单波长的连续激光，以正弦波频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式获得不同波长的激光光束，再使用透镜将其转化为平行光，经反射合束，从而获得包含多个波长分量的多波长激光束，完成以单波长激光束实现多波长激光束的产生，便于实现远程测距应用。本发明具有结构简单、可靠，成本低廉、易实现的优点。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明公开的一种多波长激光束产生方法，基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式获得不同波长的激光光束，再使用透镜将其转化为平行光，经反射合束，从而产生包含多个波长分量的多波长激光束。
作为优选，当需要产生用于激光测距的2～5个波长合束的多波长激光，本发明公开的一种多波长激光束产生方法，基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式激发出-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个衍射光波长，使用光阑器件对其进行遮挡和分选，分别产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的激光束，利用对应产生的双波长、三波长、四波长、五波长激光光束实现飞秒激光测距。
本发明还公开一种多波长激光束产生装置，用于实现所述一种多波长激光束产生方法，主要由激光器、偏振分光镜、λ/2波片、声光调制器、光阑、透镜、平面反射镜、正弦信号源组成。
由激光器产生的单波长的连续激光，经过偏振分光镜、穿过λ/2波片，到达声光调制器。设置正弦信号源的频率，对经过光调制器的激光频率进行移频控制，产生-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个波长的衍射激光。所述激光经过光阑时，被光阑进行光束选通，分别选取具有1～5个波长分量的激光通过，其后，被光阑选通后通过的激光，经过透镜变为平行光，到达平面反射镜，经过平面反射镜反射后回到声光调制器，再次被声光调制器进行移频、合束，穿过λ/2波片，经过偏振分光镜反射，产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的多波长激光束，实现多波长激光束输出。
作为优选，在所述一种多波长激光束产生装置基础上，使用一个凸透镜结合平面镜的方式，实现多个波长激光的合束。
作为优选，在所述一种多波长激光束产生装置基础上，使用一个正弦频率控制的方式，同时实现多个激光波长的量值细微调节。
作为优选，在所述一种多波长激光束产生装置基础上，使用一个光阑选通控制的方式，实现多个不同激光波长的叠加合束。
有益效果：
1、本发明的一种多波长激光束产生方法及装置，仅仅基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式获得不同波长的激光光束，再使用透镜将其转化为平行光，经反射合束，从而实现包含多个波长分量的多波长激光束。
2、本发明的一种多波长激光束产生方法及装置，仅仅基于单个波长的激光产生具有多个个波长合束的多波长激光，使用正弦频率调控波长变化，结构简单、可靠，成本低廉、易实现。能够使用一个激光器应对具有多个波长需求的工程应用场合。另外，本发明所产生的多波长激光，可以不经合束，在透镜后取出，分别使用，使得其应用更加灵活。
3、本发明的一种多波长激光束产生方法及装置，正弦频率的调节细度和频率准确度高，对应获得的波长调节细度也非常高，能够实现测量光束波长分量的精细调节。
附图说明
图1为本发明的一种多波长激光束产生装置的结构示意图。
其中：1—激光器、2—偏振分光镜、3—λ/2波片、4—声光调制器、5—光阑、6—透镜、7—平面反射镜、8—正弦信号源、9—多波长激光束。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。
实施例1：
当需要产生用于激光测距的2～5个波长合束的多波长激光，本实施例公开的一种多波长激光束产生方法，基于单波长连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式激发出-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个衍射光波长，使用光阑器件对其进行遮挡和分选，分别产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的激光束，利用对应产生的双波长、三波长、四波长、五波长激光光束实现飞秒激光测距。
如图1所示，本实施例还公开一种多波长激光束产生装置，用于实现所述一种多波长激光束产生方法，所述多波长激光束产生装置由激光器1、偏振分光镜2、λ/2波片3、声光调制器4、光阑5、透镜6、平面反射镜7、正弦信号源8组成。
由激光器1产生的单波长连续激光，经过偏振分光镜2、穿过λ/2波片3，到达声光调制器4。使用正弦信号源8的频率，对经过声光调制器4的激光频率进行移频控制，产生-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个波长的衍射激光。所述激光经过光阑5时，被光阑5进行光束选通，分别选取具有1～5个波长分量的激光通过，其后，被光阑5选通后通过的激光，经过透镜6变为平行光，到达平面反射镜7，经过平面反射镜7反射后回到声光调制器4，再次被声光调制器4进行移频、合束，穿过λ/2波片3，经过偏振分光镜2反射，产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的多波长激光束9，实现多波长激光束9输出。
所述正弦频率的调节细度和频率准确度非常高，对应获得的波长调节细度也非常高，能够实现测量光束波长分量的精细调节。
本发明可以实现多波长激光共光束应用，也可以实现多波长激光的分别独立应用。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多波长激光束产生方法，其特征在于：基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式获得不同波长的激光光束，再使用透镜将其转化为平行光，经反射合束，从而获得包含多个波长分量的多波长激光束，完成以单波长激光束实现多波长激光束的产生。
2.如权利要求1所述的一种多波长激光束产生方法，其特征在于：当需要产生用于激光测距的2～5个波长合束的多波长激光，所述的一种多波长激光束产生方法，基于单波长的连续激光，用正弦波以频率调节方式控制声光调制器实现入射激光的波长变化，使用声光调制器多级衍射方式激发出-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个衍射光波长，使用光阑器件对其进行遮挡和分选，分别产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的激光束，利用对应产生的双波长、三波长、四波长、五波长激光光束实现飞秒激光测距。
3.一种多波长激光束产生装置，用于实现如权利要求2所述的一种多波长激光束产生方法，其特征在于：主要由激光器(1)、偏振分光镜(2)、λ/2波片(3)、声光调制器(4)、光阑(5)、透镜(6)、平面反射镜(7)、正弦信号源(8)组成；
由激光器(1)产生的单波长连续激光，经过偏振分光镜(2)、穿过λ/2波片(3)，到达声光调制器(4)；设置正弦信号源(8)的频率，对经过声光调制器(4)的激光频率进行移频控制，产生-2级、-1级、0级、+1级、+2级，共五个波长的衍射激光；所述激光经过光阑(5)时，被光阑(5)进行光束选通，分别选取具有1～5个波长分量的激光通过，然后，经过光阑(5)选通后通过的激光，经过透镜(6)变为平行光，到达平面反射镜(7)，经过平面反射镜(7)反射后回到声光调制器(4)，再次被声光调制器(4)进行移频、合束，穿过λ/2波片(3)，经过偏振分光镜(2)反射，产生具有共束特征的双波长、三波长、四波长、五波长的多波长激光束(9)，实现多波长激光束(9)输出。
4.如权利要求3所述的一种多波长激光束产生装置，其特征在于：使用一个凸透镜结合平面镜的方式，实现多个波长激光的合束。
5.如权利要求3所述的一种多波长激光束产生装置，其特征在于：使用一个正弦频率控制的方式，同时实现多个激光波长的量值细微调节。
6.如权利要求3所述的一种多波长激光束产生装置，其特征在于：使用一个光阑(5)选通控制的方式，实现多个不同激光波长的叠加合束。
CN202010573434.6A 2020-06-22 2020-06-22 一种多波长激光束产生方法及装置 Active CN111725697B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573434.6A CN111725697B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种多波长激光束产生方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010573434.6A CN111725697B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种多波长激光束产生方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111725697A true CN111725697A (zh) 2020-09-29
CN111725697B CN111725697B (zh) 2021-09-28

Family

ID=72569891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010573434.6A Active CN111725697B (zh) 2020-06-22 2020-06-22 一种多波长激光束产生方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111725697B (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985001175A1 (en) * 1983-08-31 1985-03-14 Prutec Limited Display system
US20050270629A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-08 Jay Johnson AOM modulation techniques employing transducers to modulate different axes
US20070280310A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 The Boeing Company Laser intra-cavity electronic wavelength tuner
CN102419166A (zh) * 2011-08-17 2012-04-18 哈尔滨工业大学 高精度多频同步相位激光测距装置与方法
CN103592803A (zh) * 2013-11-13 2014-02-19 华中科技大学 基于声光偏转器的多色激光束动态补偿同步扫描方法
CN103915754A (zh) * 2014-04-08 2014-07-09 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于声光移频的双边缘稳频激光器
CN104600555A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 动态声光调制光频级次选择方法及装置
CN104767112A (zh) * 2015-03-23 2015-07-08 哈尔滨工业大学 基于双偏振分光镜合光的正交双频激光生成方法与装置
CN105226493A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于声光偏转的脉冲激光合束装置及其方法
CN105829011A (zh) * 2013-09-20 2016-08-03 相干公司 利用一氧化碳激光器在印刷电路板中钻导通孔
CN105914574A (zh) * 2016-05-11 2016-08-31 哈尔滨工业大学 串联移频和三镜环形腔内色散补偿双频梳生成方法与装置
CN109238321A (zh) * 2018-11-01 2019-01-18 哈尔滨工业大学 基于多频时域相关的相位敏感型光时域反射计与测量方法
CN109375230A (zh) * 2018-11-08 2019-02-22 北京仿真中心 一种高精度激光回波频率调制系统和方法
CN109752908A (zh) * 2019-03-26 2019-05-14 成都理想境界科技有限公司 一种多波长可见光光源、显示模组及投影显示设备
CN110849466A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种任意波形的光频调制装置及方法
CN110850659A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种微尺度激光测量扫描装置
CN210167629U (zh) * 2019-08-05 2020-03-20 精快激光科技（苏州）有限公司 一种双波长的激光装置
CN111129947A (zh) * 2019-12-11 2020-05-08 中国科学技术大学 激光稳频装置及方法、采用其的半导体激光器组件
CN111221154A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 福州高意光学有限公司 多波长多声场声光调制器系统

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985001175A1 (en) * 1983-08-31 1985-03-14 Prutec Limited Display system
US20050270629A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-08 Jay Johnson AOM modulation techniques employing transducers to modulate different axes
US20070280310A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 The Boeing Company Laser intra-cavity electronic wavelength tuner
CN102419166A (zh) * 2011-08-17 2012-04-18 哈尔滨工业大学 高精度多频同步相位激光测距装置与方法
CN105829011A (zh) * 2013-09-20 2016-08-03 相干公司 利用一氧化碳激光器在印刷电路板中钻导通孔
CN103592803A (zh) * 2013-11-13 2014-02-19 华中科技大学 基于声光偏转器的多色激光束动态补偿同步扫描方法
CN103915754A (zh) * 2014-04-08 2014-07-09 中国科学院武汉物理与数学研究所 基于声光移频的双边缘稳频激光器
CN104600555A (zh) * 2015-01-21 2015-05-06 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 动态声光调制光频级次选择方法及装置
CN104767112A (zh) * 2015-03-23 2015-07-08 哈尔滨工业大学 基于双偏振分光镜合光的正交双频激光生成方法与装置
CN105226493A (zh) * 2015-11-06 2016-01-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于声光偏转的脉冲激光合束装置及其方法
CN105914574A (zh) * 2016-05-11 2016-08-31 哈尔滨工业大学 串联移频和三镜环形腔内色散补偿双频梳生成方法与装置
CN109238321A (zh) * 2018-11-01 2019-01-18 哈尔滨工业大学 基于多频时域相关的相位敏感型光时域反射计与测量方法
CN109375230A (zh) * 2018-11-08 2019-02-22 北京仿真中心 一种高精度激光回波频率调制系统和方法
CN111221154A (zh) * 2018-11-26 2020-06-02 福州高意光学有限公司 多波长多声场声光调制器系统
CN109752908A (zh) * 2019-03-26 2019-05-14 成都理想境界科技有限公司 一种多波长可见光光源、显示模组及投影显示设备
CN210167629U (zh) * 2019-08-05 2020-03-20 精快激光科技（苏州）有限公司 一种双波长的激光装置
CN110849466A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种任意波形的光频调制装置及方法
CN110850659A (zh) * 2019-11-27 2020-02-28 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种微尺度激光测量扫描装置
CN111129947A (zh) * 2019-12-11 2020-05-08 中国科学技术大学 激光稳频装置及方法、采用其的半导体激光器组件

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LU, JIAFENG等: "Dynamic mode-switchable optical vortex beams using acousto-optic mode converter", 《OPTICS LETTERS》 *
梁晶等: "一种新型多波长绝对距离干涉测量系统的研究", 《光学技术》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111725697B (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107463007B (zh) 一种用于拉曼激光系统的双通道相位抖动抑制装置和方法
US9915851B1 (en) Multi-channel phase-capable acousto-optic modulator (AOM) and related methods
CN112198668B (zh) 光纤激光相干合成产生涡旋光束的光场重构系统及方法
CN112162445B (zh) 基于光纤激光相干合成的涡旋光阵列产生方法
CN205141361U (zh) 一种外腔调谐激光器
CN111725696A (zh) 激光相干阵列的活塞相位调控系统及调控方法
CN109991750B (zh) 正方阵列涡旋光束产生装置、螺旋光束产生装置及应用
CN106569340A (zh) 光束强度、相位分布和偏振态的调制装置
CN117250634B (zh) 平流层无扫描无盲区风场探测激光雷达
CN210379758U (zh) 一种声光调q紫外激光器
CN111725697B (zh) 一种多波长激光束产生方法及装置
CN117572653A (zh) 基于光纤激光相干阵列的合成光场方法及装置
CN101958510B (zh) 外腔半导体激光器
CN113659422B (zh) 一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统及控制方法
KR102500953B1 (ko) 광학 파라메트릭 발진기 및 이를 포함한 레이저 표적지시 및 거리측정 장치
CN115102031A (zh) 一种基于原子跃迁调节激光器输出频率的装置及其方法
CN112117632B (zh) 一种基于液晶阵列的涡旋光生成系统及方法
CN115473115A (zh) 一种凹面反射聚焦多波长激光束产生方法及装置
CN112180613B (zh) 径向和角向阶数可切换的轨道角动量光束产生系统及方法
CN114814867A (zh) 一种基于调频连续波光梳光源的激光三维扫描系统及方法
CN108808436B (zh) 一种基于平板合束器的多光束共孔径相干合成装置
CN113964628A (zh) 一种新型中红外数字光学参量振荡器
CN115494650B (zh) 复合光束合成方法及其系统
CN216251609U (zh) 一种波长可调节的激光器
CN213212656U (zh) 一种波长可选半导体激光器系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant