CN112186492A - 激光器及其输出脉冲重复频率的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器及其输出脉冲重复频率的调整方法。其中，该激光器包括：反射模组，包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；至少一个准直器，以预设角度朝向至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；致动机构，与反射镜和/或准直器相耦合，用于根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整激光脉冲的重复频率。本发明解决了激光器输出脉冲重复频率调谐不便的技术问题。

Description

激光器及其输出脉冲重复频率的调整方法

技术领域

本发明涉及激光器领域，具体而言，涉及一种激光器及其输出脉冲重复频率的调整方法。

背景技术

皮秒、飞秒脉冲光纤激光器在激光加工、激光探测、激光医疗等领域具有广泛的应用。近年来，随着脉冲光纤激光器的发展，皮秒、飞秒脉冲光纤激光器开始应用于高精度激光加工、激光医疗和高精度激光测量领域。皮秒脉冲常采用锁模技术和半导体调制技术获得，相比于半导体调制技术，锁模技术可以获得更稳定的脉冲，具有更低的时域抖动性，在高精度测量领域，例如频率梳等，锁模光纤激光器具有不可替代的优势。

但是，由于锁模激光器锁模原理限制，其锁模输出的脉冲重复频率由激光器的振荡腔长度决定。因此，当腔长确定后，锁模激光器重复频率随之固定。为实现锁模激光器的重复频率可调谐，现有技术中使用腔外脉冲选择器对脉冲进行筛选是常用的手段之一，采用脉冲选择器可以实现重复频率调谐的目的，如图1所示，其选择出来的两脉冲之间的最小间隔受限于振荡腔，只能通过筛选脉冲的方式对原来输出的脉冲进行分频，只能获得与原来的重复频率呈倍数关系的频率，且脉冲的平均功率会等比降低。

综上，现有技术中的激光器的脉冲重复频率不具有连续可调性，只能按照原来的激光频率进行分频，这种方式限制了其在高精度激光测量领域的应用。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种激光器及其输出脉冲重复频率的调整方法，以至少解决激光器输出脉冲重复频率调谐不便的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种激光器，包括：泵浦光源，增益光纤，锁模器件以及输出器件，其特征在于，还包括：反射模组，包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，所述预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；至少一个准直器，以预设角度朝向所述至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；致动机构，与反射镜和/或准直器相耦合，用于根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整所述激光脉冲的重复频率。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种激光器输出脉冲重复频率的调整方法，所述激光器中包括反射模组，至少一个准直器，处理器和致动机构，反射模组包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，所述预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许至少一个准直器发射的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；所述处理器被配置执行的方法包括：接收重复频率调整信号；发出控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向所述至少一个空隙的角度和位置，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整所述激光脉冲的重复频率。

在本发明实施例中，采用多个按照预设形状配置的反射镜组成反射模组，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，所述预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出，并采用设置至少一个准直器，以预设角度朝向所述至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；通过设置与反射镜和/或准直器相耦合的致动机构，根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，达到了改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程的目的，从而实现了调整所述激光脉冲的重复频率的技术效果，进而解决了激光器输出脉冲重复频率调谐不便的技术问题。

本发明阐述了一种重复频率连续可调谐的锁模光纤激光器。同时，在激光器长期工作过程中，被动锁模器件的锁模部位容易被高能量脉冲损伤，使得激光器产生失锁现象，脉冲消失，锁模失效，影响了激光器的长期稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。查看附图。

图1是根据现有技术的一种脉冲筛选结果的示意图。

图2A-图2B是根据本发明实施例的两种可选的激光器的结构示意图。

图2A是根据本发明实施例的一种可选的环性振荡腔的激光器的结构示意图。

图2B是根据本发明实施例的一种可选的线性振荡腔的激光器的结构示意图。

图3A-图3E是根据本发明实施例的五种可选的反射模组的结构示意图。

图4A-图4D是根据本发明实施例的四种可选的反射模组的结构示意图。

图5A-图5E是根据本发明实施例的五种可选的反射模组的结构示意图。

图6A-图6B是根据本发明实施例的两种可选的反射模组的结构示意图。

图7A-图7B为根据发明实施例的两种可选的激光器结构示意图。

图7A是根据本发明实施例的一种可选的环性振荡腔的激光器的结构示意图。

图7B是根据本发明实施例的一种可选的线性振荡腔的激光器的结构示意图。

图8A-图8D为根据发明实施例的四种可选的调整结果示意图。

图9是根据本发明实施例的一种可选的激光器输出脉冲重复频率的调整方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种激光器的产品实施例，需要说明的是，在附图的结构图中国示出的激光器的各个部件可以封装于激光器的产品外壳中，虽然结构图中示出了前后连接关系，但是本领域技术人员应当知晓，可以改变各个部件的前后连接关系，以不同的顺序实现所述激光器。

图2所示为根据本发明实施例的激光器的结构示意图，针对激光器中不同的腔型，分别进行了图示说明，包括图2A和图2B，图2A是根据本发明实施例的环性振荡腔的激光器的结构示意图，图2B是根据本发明实施例的线性振荡腔的激光器的结构示意图。本领域技术人员应当知晓，任何其他腔型的激光器也可以适用本发明的方法。

图2A是根据本发明实施例的环性振荡腔的激光器的结构示意图，如图2A所示，该激光器20包括：

泵浦光源21，用于激励振荡腔内的增益介质，产生初始的ASE光，为激光模式锁定提供初始条件。

增益光纤22，配置为腔内增益介质，为振荡腔提供增益，通过与振荡腔内的损耗进行抗衡，从而满足锁模脉冲起振条件。

锁模器件23，用于对腔内的激光进行相位调制，实现相位锁定，输出锁模脉冲。

输出器件24，例如输出腔镜，被配置为锁模脉冲输出窗口。

如图2A所示，该激光器20还包括：

反射模组25，包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；

至少一个准直器26，以预设角度朝向至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；

致动机构27，与反射镜和/或准直器相耦合，用于根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整激光脉冲的重复频率。

在一种具体实施例中，泵浦光源21发出的泵浦光通过合束器（图中未示出）进入增益介质22，激光光束经过增益介质22、锁模器件23和输出器件24后输出，同时，通过分束器（图中未示出）分出一部分激光进入准直器26，准直器26将激光射入反射模组25后，激光光束经多次反射从反射模组25射出，通过上述合束器再次计入增益介质22，构成环形振荡腔，从而使得激光光束在激光谐振腔环形传输并输出。同时，致动机构27可以在手动或者自动控制下，调整反射模组25的预设形状，和/或准直器26射入反射模组的预设角度，从而改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程，实现调整激光脉冲的重复频率。

图2B是根据本发明实施例的线性振荡腔的激光器的结构示意图，如图2B所示，该激光器20包括：

泵浦光源21，用于激励振荡腔内的增益介质，产生初始的ASE光，为激光模式锁定提供初始条件。

增益光纤22，配置为腔内增益介质，为振荡腔提供增益，通过与振荡腔内的损耗进行抗衡，从而满足锁模脉冲起振条件。

锁模器件23，用于对腔内的激光进行相位调制，实现相位锁定，输出锁模脉冲。

输出器件24，例如输出腔镜，被配置为锁模脉冲输出窗口。

如图2A所示，该激光器20还包括：

反射模组25，包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；

至少一个准直器26，以预设角度朝向至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；

致动机构27，与反射镜和/或准直器相耦合，用于根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整激光脉冲的重复频率；

以及反射镜29，用于与反射模组中的反射镜配合，确定激光振荡腔的边界。

在一种可选实施方式中，泵浦光源21发出的泵浦光通过合束器（图中未示出）进入增益介质22，激光光束经过增益介质22、锁模器件23和输出器件24后输出，同时，通过分束器（图中未示出）分出一部分激光进行准直器26，准直器26将激光射入反射模组25后光路按原路返回至准直器26，并再次通过锁模器件23、增益光纤22后射入反射镜29，再次反射回增益光纤，从而在激光谐振腔中来回振荡输出。同时，致动机构27可以在手动或者自动控制下，调整反射模组25的预设形状，和/或准直器26射入反射模组的预设角度，从而改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程，实现调整激光脉冲的重复频率。

通过本发明实施例，采用多个按照预设形状配置的反射镜组成反射模组，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出，并采用设置至少一个准直器，以预设角度朝向至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；通过设置与反射镜和/或准直器相耦合的致动机构，根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，达到了改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程的目的，从而实现了调整激光脉冲的重复频率的技术效果，进而解决了激光器输出脉冲重复频率调谐不便的技术问题。

在一种可选实施方式中，反射模组中的多个反射镜首尾相邻，多个反射镜可以组合配置为矩形、菱形、三角形、梯形、五边形、六边形、八边形等多种形状，反射镜可以为单面反射镜，也可以为双面反射镜。在单面反射镜的情况下，反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，以便于光线在反射模组中多次反射。同时，多个反射镜在组合成预设形状时，需要在预设形状的外边沿留出至少一个空隙，以供准直器将激光脉冲光束射入，以及使得激光脉冲光束射出。

在一种可选实施方式中，反射模组包括反射面相向配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组和第二反射镜组均包括一个或多个邻近放置的反射镜，第一反射镜组和第二反射镜组之间平行或者夹角小于预设角度；

当激光器包含一个准直器时，该准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，设置第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器；

当激光器包含两个或多个准直器时，一个准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，另一个准直器对准反射模组的另一个空隙，设置准直器的位置、角度或者调整第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终射入另一个准直器。

在一种可选实施方式中，反射模组包括平行配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组包括一个或多个第一反射镜，第二反射镜组包括一个或多个第二反射镜，至少一个准直器包括对准第一空隙的第一准直器和对准第二空隙的第二准直器，使得从第一准直器射出的激光光束经两组平行配置的反射镜多次反射后射入第二准直器；

其中，致动机构通过如下任一种方式来调整激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离；

调整准直器的预设角度，包括同步调整第一准直器和第二准直器相对于第一反射镜法线的夹角，保持第一准直器和第二准直器相对于法线呈镜像对称；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离，并同步调整第一准直器和第二准直器相对于第一反射镜法线的夹角，保持第一准直器和第二准直器相对于法线呈镜像对称。

图3是根据本发明实施例的反射模组的结构示意图，如图3所示，反射模组包括两组平行的反射镜组，第一反射镜组位于图示上部，反射面下，第二反射镜组位于图示下部，反射面朝上。第一反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示为3个，第二反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示亦为3个。

如图3A所示，第一反射镜组中的每个反射镜的角度均相同，第二反射镜组中的每个反射镜的角度也相同，同时第一反射镜组和第二反射镜组平行、且具有两个准直器的情况。在平行的两组反射镜组的左右两端形成两个空隙，如下称为左侧空隙和右侧空隙，仅为说明。第一准直器以预设角度从左侧空隙将激光脉冲（或简称光线）射入反射模组，并通过第二准直器以相同的角度在右侧空隙接收激光脉冲。

在一种可选情况下，第一准直器和第二准直器都与致动机构耦合，致动机构可以调节准直器的入射角度、并移动准直器的位置，直至第二准直器接收到激光脉冲。此处需要说明的是，本发明在一些图中为了表示第一反射镜组或第二反射镜组由多个反射镜组成，因而在每个反射镜之间留了微小的空隙，在实际使用中可以不留空隙，使得多个反射镜紧密相邻，避免激光脉冲从中间的空隙中漏出。

在另一种可选情况下，第二准直器对准右侧空隙，且在第二准直器与右侧空隙之间还设有一透镜（未图示），且准直器位于透镜的焦点处，使得在不需移动第二准直器的情况下，通过透镜将从反射模组射出的光线汇聚至第二准直器处。

如图3B所示，第一反射镜组和第二反射镜组耦合至致动机构，并在致动机构的控制下沿着反射镜的法线方向独立移动，使得第一反射镜组和第二反射镜组之间的距离可被调整，从而改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程，实现调整激光脉冲的重复频率。对比图3A和图3B，在一定的预设角度范围内，当将两个反射镜组之间的相对距离调大时，激光脉冲在反射模组中的传输距离变长，从而使得重复频率减小。反之，当将两个反射镜组之间的相对距离调小时，激光脉冲在反射模组中的传输距离变短，从而使得重复频率增加。

如图3C所示，第一反射镜组和第二反射镜组中的每一个反射镜的都耦合至致动机构，并在致动机构的控制下沿着反射镜的法线方向独立移动，使得每两个相对的反射镜之间的距离都可被调整，从而相比于每个反射镜组里只包含一个反射镜、或者每个反射镜组整体沿法线移动，这种方式能使得重复频率的调整精度更高。其具体的调整维度更多，当改变任一对反射镜的相对距离后，激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程都将发生改变，从而激光脉冲的重复频率也将随之调整。

如图3D所示，第一准直器和第二准直器耦合至致动机构，可以在致动机构的控制下旋转和移动，在旋转时准直器相对于空隙的入射角度将发生变化，在调整第一反射镜组和第二反射镜组相对距离的同时、或者在不调整第一反射镜组和第二反射镜组相对距离的情况下，还可以通过调整入射角度来调整激光脉冲在反射模组中的反射次数。对比图3A和图3D可以看出，调整入射的预设角度，当以更接近竖直（以图示方向为例）的角度入射时，激光脉冲在反射模组中的反射次数增多，激光谐振腔的腔长变长，从而使得重复频率减小。反之，当以更接近水平（以图示方向为例）的角度入射时，激光脉冲在反射模组中的反射次数减少，激光谐振腔的腔长变短，从而使得重复频率增大。在其他实施例中，反射镜组可以以其他方式放置在激光器产品外壳中，例如以垂直的方式，此时当准直器的入射角度更接近水平的时候，激光脉冲在反射模组中的反射次数越多，腔长变长。因而，为了严谨表述，应为准直器与第一次入射的反射镜之间的法线的夹角（锐角），当准直器与第一次入射的反射镜之间的法线的夹角越小时，反射次数越多，反之亦然。

如图3E所示，在一些情况下，激光脉冲可能以多个角度从右侧空隙射出，如果第二准直器的角度和位置不变，则可能会漏掉激光光束，因而在一种可选方式下，可以通过致动机构不断调节第二准直器的位置和角度，直至第二准直器接收到激光脉冲。在另一种可选方式下，可以在右侧空隙处设置透镜，用于将射出右侧空隙的各个角度的激光脉冲汇聚至其焦点处，并将第二准直器设置于其焦点，以便第二准直器接收激光脉冲。

在一种可选实施方式中，反射模组包括非平行配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组包括一个或多个第一反射镜，第二反射镜组包括一个或多个第二反射镜，至少一个准直器包括对准第一空隙的第一准直器，第一准直器从第一空隙将激光脉冲射入反射模组，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器；

其中，致动机构通过如下任一种方式来调整激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离；和/或，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，调整第一准直器的入射角度，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回；和/或，调整第一准直器的入射角度，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回，并且控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离。

在一种可选实施方式中，第一反射镜组包括多个第一反射镜、和第三反射镜，第二反射镜组包括多个第二反射镜、和第四反射镜，其中多个第一反射镜和多个第二反射镜平行配置，第三反射镜和第四反射镜位于反射模组的同一侧空隙，第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角互补，至少一个准直器包括对准另一侧空隙的第一准直器，第一准直器和第三反射镜相对于第一反射镜法线的夹角互余，使得从准直器射出的激光光束经四个反射镜多次反射后返回到第一准直器；

致动机构通过如下任一种方式来调整激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括调整第一反射镜和第二反射镜之间的相对距离、第三反射镜和第四反射镜之间的距离、和/或第三反射镜与第四反射镜的角度，在维持激光脉冲沿原光路返回的情况下改变激光脉冲的传输光程；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括同步调整第一准直器、第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角，保持第三反射镜和第四反射镜相对于法线的夹角互补，第一准直器和第三反射镜相对于法线的夹角互余，在维持激光脉冲沿原光路返回的情况下改变激光脉冲的传输光程；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括调整第一反射镜和第二反射镜之间的相对距离或第三反射镜和第四反射镜之间的距离，同步调整第一准直器、第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角，保持第三反射镜和第四反射镜相对于法线的夹角互补，第一准直器和第三反射镜相对于法线的夹角互余。

图4是根据本发明实施例的又一种反射模组的结构示意图，如图4所示，反射模组包括两组不平行的反射镜组，第一反射镜组位于图示上部，反射面下，第二反射镜组位于图示下部，反射面朝上。第一反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示为3个，第二反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示亦为3个。两个反射镜组不平行是指两个反射镜组中的任一反射镜的角度被调整，使得第一反射镜组整体上不与第二反射镜组平行。

如图4A所示，同步调整第一反射镜组中的每个反射镜的角度，使第一反射镜组中的3个反射镜仍位于同一平面内，第二反射镜组中的每个反射镜的角度保持水平不变，第一反射镜组与第二反射镜组整体上不平行，且确保第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角仍小于预设角度（例如10°）。图中标出了激光脉冲入射到每个反射镜上的角度，从图中可以看出，第一反射镜组与第二反射镜组之间的夹角的锐角为2°。此时，还可以采取上述调整第二准直器或者设置透镜的方式，使得射出的激光脉冲射入第二准直器。对比图3A和图4A可知，当调整反射镜组整体的角度，使得右侧空隙变大时，激光脉冲在反射模组中的反射次数减少，激光谐振腔的腔长减小，从而使得重复频率增大。反之，当调整反射镜组整体的角度，使得右侧空隙变小时，激光脉冲在反射模组中的反射次数增多，激光谐振腔的腔长变长，从而使得重复频率减小。

如图4B所示，第一反射镜组或第二反射镜组中的每个反射镜的角度都可被调整，且调整的角度互不相同，此时第一反射镜组与第二反射镜组整体上不平行，且确保第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对的反射镜的夹角仍小于预设角度（例如10°）。其具体的调整维度更多，当改变任一对反射镜的角度后，激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程都将发生改变，从而激光脉冲的重复频率也将随之调整。

如图4C所示，在图4B调整反射镜角度的基础上，还可以使第一反射镜组或第二反射镜组中的每个反射镜移动，从而相对的两个反射镜之间的相对距离被调整。其具体的调整维度更多，当改变任一对反射镜的相对距离后，激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程都将发生改变，从而激光脉冲的重复频率也将随之调整。

如图4D所示，在图4C调整反射镜角度和距离的基础上，还可以调整第一准直器的入射角度，例如通过致动机构带动准直器旋转，来改变激光脉冲在反射模组中的反射次数。对比图4C和图4D可以看出，调整入射的预设角度，当以更接近竖直（以图示方向为例）的角度入射时，激光脉冲在反射模组中的反射次数增多，激光谐振腔的腔长变长，从而使得重复频率减小。反之，当以更接近水平（以图示方向为例）的角度入射时，激光脉冲在反射模组中的反射次数减少，激光谐振腔的腔长变短，从而使得重复频率增大。

图5是根据本发明实施例的又一种反射模组的结构示意图，参见上述图3和图4，其所示均为包含两个准直器的情况，如下将针对仅包含一个准直器的情况进行说明。当激光器包含一个准直器时，该准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，设置第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器。

如图5所示，反射模组包括两组不平行的反射镜组，第一反射镜组位于图示上部，反射面下，第二反射镜组位于图示下部，反射面朝上。第一反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示为3个，第二反射镜组包括一个或多个反射镜，如图所示亦为3个。两个反射镜组不平行是指两个反射镜组中的任一反射镜的角度被调整，使得第一反射镜组整体上不与第二反射镜组平行。

如图5A所示，第一反射镜组中靠近左侧的两个反射镜、以及第二反射镜组中靠近左侧的两个反射镜保持平行。调整第一反射镜组中最右侧的反射镜的角度，使得激光脉冲在左侧两组反射镜的多次反射后，垂直射入第一反射镜最右侧的反射镜，从而使得激光脉冲按照原光路返回至第一准直器。通过在与准直器相对的另外一侧设置反射镜，能够使得激光脉冲在反射模组中的传输距离增加一倍，使得在不增加激光器产品尺寸的情况下，使得激光脉冲在反射模组中的可调范围进一步增大。

如图5B所示，在图5A的基础上，可以调整左侧两对平行的反射镜之间的距离，还可调整最右侧反射镜的距离。其具体的调整维度更多，当改变任一对反射镜的相对距离后，激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程都将发生改变，从而激光脉冲的重复频率也将随之调整。

如图5C所示，在图5A基础上（在图5B的基础上亦可），调整第一反射镜组中最右侧的反射镜的角度，使得激光脉冲在左侧两组反射镜的多次反射后，垂直射入第一反射镜最右侧的反射镜，从而使得激光脉冲按照原光路返回至第一准直器；同时调整第二反射镜组中最右侧的反射镜的角度，以保证当激光最终入射到第二反射镜组中最右侧的反射镜时，激光脉冲不会通过最右侧空隙漏出。

如图5D所示，在图5C基础上（在之前任一图的基础上均可），可以调整左侧任一反射镜的角度、距离、第一准直器的入射角度，在图5D中，第一准直器以与竖直线夹角26°的方式入射，第一反射镜组中左侧反射镜分别沿顺时针旋转角度为：3°-2°，第二反射镜组中左侧反射镜分别沿顺时针旋转角度为：0°，-5°。调整第二反射镜组中最右侧的反射镜沿顺时针旋转-12°，可以使得激光脉冲在左侧两组反射镜的多次反射后，垂直射入第二反射镜组最右侧的反射镜。这种方式可以设置较短的反射镜，使得激光脉冲第一次入射到最后侧的反射镜组时就被原路返回。当然，还有另一种方式，可以设置较长的反射镜，并调整第二反射镜组中最右侧的反射镜沿顺时针旋转-1°（或0°），或者第一反射镜组中最右侧的反射镜沿顺时针旋转0°（或1°），因而使得激光脉冲经过最右侧反射镜的每次反射后，其与反射镜面的夹角都减小1°，在反射多次之后，必然有一次能使得激光脉冲按照原路返回。当然，其他旋转角度亦可。

此处需要说明的是，可以有多种方式来调整最右侧的反射镜的角度，使得激光脉冲垂直入射后按原路返回至第一准直器。其中一种方式为不断调整反射镜的角度，并通过监测电路来监测输出器件输出的激光状态，在监测到输出时确定已调整至垂直入射。另一种方式为通过激光器中的处理器来计算激光脉冲的角度，例如通过获取准直器入射的位置和角度、每个反射镜的长度、每个反射镜的旋转角度（例如通过致动机构来获取），可以计算出激光脉冲在反射模组中的每一次反射的位置和角度，根据计算结果，可以调整最右侧反射镜的角度，使得激光脉冲必然在一次反射时垂直入射至反射镜，如图5E所示。

图6是根据本发明实施例的又一种反射模组的结构示意图，如图6A所示，反射模组的预设形状为三角形，如图6B所示，反射模组的预设形状为五边形。图6所示仅为示例，还可以通过反射镜组成图中未示的其他各种形状，且上述实施例中所有的调整方法均适用。

在一种可选实施例中，激光器还包括处理器，用于：

发出第一控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或

发出第二控制信号，控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向至少一个空隙的角度和位置。

致动机构可以包括电动马达、螺杆或转轴，用于根据电控信号带动每个反射镜以及准直器移动或旋转。致动机构可以采用现有任一种结构，只要能实现调整即可。在本发明实施例中，列举出的移动距离和角度仅为示例，事实上，致动机构调整的步进精度为微米级。如图5D和图5E所示，在处理器发送信号控制致动机构运作时，致动机构可以不断调整最右侧反射镜的角度，并在监测电路监测到输出器件输出激光后停止调整，并确定已调整至垂直入射。这种调整方式不需要处理器进行复杂的运算，处理器芯片的选择范围较广，但是这样在调整重复频率时可能需要等待致动机构不断尝试各种角度，导致输出激光脉冲可能会出现延迟。

在一种可选实施例中，处理器还用于：

在激光器中建立统一的坐标系；

获取反射模组中的每个反射镜在该坐标系下的角度，以及获取用于将激光脉冲射入反射模组的准直器在该坐标系下的角度，其中，准直器在该坐标系下的角度与射入的激光脉冲在该坐标系下的角度相同；

根据反射模组中的每个反射镜的角度和射入的激光脉冲的角度，计算得到射出反射模组的激光脉冲的所有可能角度；

根据计算结果调整另一个准直器的角度，以接收从反射模组射出的激光脉冲，或者调整反射模组中反射镜的角度以使从反射模组射出的激光脉冲正好射入另一个准直器，或者调整反射模组中反射镜的角度以使激光脉冲沿原光路返回。

在上述实施例中，致动机构可以为每个准直器和反射镜设置初始位置和角度，在进行了移动调整后，致动机构可以记录每个准直器和反射镜的移动位移和转动角度，从而处理器可以从致动机构获取每个准直器以及每个反射镜的当前位置和当前旋转角度，进而根据反射定律计算激光脉冲的每一次反射角度，同时还能确定激光脉冲在多个反射镜之间的反射点和反射路径，从而可以调整传输光路的最远侧的反射镜的角度，使得激光脉冲在其中一次能垂直入射到最远侧的反射镜上，并按原路返回至发射的准直器中。这种方式虽然需要耗费处理器对每一次反射角度和传输距离进行计算，但是能迅速调整反射镜的角度和位置，使得激光脉冲按照原路返回，并且处理器还能够根据计算结果进行调整，来避免激光脉冲从其他不期望的空隙中射出，并且能保证使得激光脉冲按照原路返回。

在一种可选实施方式中，除了按照使重复频率增大或者使重复频率减小的定性调整外，本发明的激光器还可以实现指定重复频率值的定量调整。此时，激光器可以包括输入装置，用于接收用户输入的重复频率值，处理器被配置为根据用户输入的重复频率值进行调整，以实现良好的交互过程。输入装置可以为按键/旋钮或者触控屏等等。

在一种可选实施方式中，激光器还包括频率测量系统，用于测量输出器件输出的激光脉冲的重复频率；处理器还用于：

接收频率测量系统测量得到的重复频率；

比较测量的重复频率与设置的重复频率之间的大小关系；

当测量的重复频率小于设置的重复频率时，以减小激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度；

当测量的重复频率大于设置的重复频率时，以增大激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

通过上述比较和调整操作，可以借助实际测量的重复频率的反馈信号，多次调整传输光路和腔长来逼近设置的重复频率。以减小激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，即包含了一切能减小激光脉冲在振荡腔中的传输光程的调整手段，例如调整两个相对的反射镜之间的角度来减少激光脉冲在振荡腔中的反射次数，减少每两个相对的反射镜之间的距离、调整准直器以更接近水平的角度来入射（仅以图示方向为例）。反之，以增大激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，即包含了一切能增大激光脉冲的传输光程的调整手段，例如调整两个相对的反射镜之间的角度来增大激光脉冲在振荡腔中的反射次数，增大每两个相对的反射镜之间的距离、调整准直器以更接近垂直的角度来入射（仅以图示方向为例）。这样的调整方式是通过不断尝试调整来无限逼近设置值，可能耗费较长的时间，虽然不至于导致激光器无法输出脉冲，但是距离将重复频率调整至用于设置值，还是会有一定延时。

在一种可选实施方式中，激光器可以在没有频率测量系统的情况下，根据重复频率值和腔长的计算公式，可以根据用户设置的重复频率值，来计算出对应的激光器振荡腔的腔长。同时，处理器中预存有泵浦光源、增益光纤、锁模器件、输出器件、准直器之间的距离，使得激光脉冲从准直器射入反射模组、在反射模组中多测反射、以及准直器接收激光脉冲这三段，成为腔长中的唯一可调变量。当处理器计算得到用户设定的重复频率值对应的腔长后，可以通过不断模拟计算，来确定满足腔长要求的准直器的预设形状、准直器的入射距离和角度。并进一步通过调整每个准直器距离反射模组的距离、准直器的入射角度、每个反射镜的角度和距离，来调整腔长，使得当前的腔长满足计算值。这种方式虽然需要耗费处理器对每一次反射角度和传输距离进行计算，从而计算当前形状和准直器距离和入射角度下的振荡腔的腔长，不断调整形状来计算，直至确定满足腔长要求的形状。这种调整方式将计算过程在处理器内部实现，从而可以直接将输出脉冲的重复频率调整至用户设定值，调整效率仍优于上述尝试性的调整方式。

在一种可选实施方式中，激光器还包括存储器，用于存储反射模组的预设形状、至少一个准直器的预设角度以及重复频率之间的对应关系；

处理器还用于根据设置的重复频率，从存储的对应关系中查找与设置的重复频率所对应的反射模组的预设形状、准直器相对于反射模组的预设角度，并根据查找结果控制反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

通过在激光器交付用户之前，将预设形状、与准直器相对于反射模组的预设角度和预设距离之间的对应存储在存储器中，从而在接收到用户设定的重复频率值后，可以直接查询存储器中的数据，一步到位调整形状、预设角度和预设距离，实现重复频率的快速调整。

图7为根据发明实施例的一种可选的激光器结构示意图，如图7A所示，为环形腔的结构示意图，对应于图2A。在激光器20中，泵浦光源21发出泵浦光，合束器28用于将泵浦光耦合到增益光纤22中，之后产生的光通过锁模器件23进行锁模形成锁模脉冲，通过输出器件24（分束器）后一部分激光脉冲实现锁模输出，另一部分激光脉冲进入第一准直器261，第一准直器261将激光脉冲从一侧空隙射入反射模组中，如图7A所示，反射模组包括平行配置的第一反射镜251和第二反射镜252。激光脉冲经反射模组中的反射镜多次反射后从另一侧空隙射出，并通过第二准直器262以及合束器28回到振荡腔中。致动机构27可以控制第一反射镜261、以及第二反射镜262的位置和入射角度，还可以控制第一反射镜251和第二反射镜252之间的间距和旋转角度，从而控制激光脉冲在第一反射镜251和第二反射镜252之间的传输距离和反射次数，从而控制光束的传输光程，达到控制激光腔腔长的目的。激光器还可以包括重复频率测量系统、处理器、存储器等，图中未示，其对应的功能可参考上述实施例。

如图7B所示，为线形腔的结构示意图，对应于图2B。在激光器20中，泵浦光源21发出泵浦光，合束器28（波分复用器）用于将泵浦光耦合到增益光纤22中，之后产生的光通过锁模器件23进行锁模形成锁模脉冲，通过输出器件24（分束器）后一部分激光脉冲实现锁模输出，另一部分激光脉冲进入第一准直器261，第一准直器261将激光脉冲从一侧空隙射入反射模组中，如图7B所示，反射模组包括平行配置的第一反射镜251、第二反射镜252、第三反射镜253和第四反射镜254。激光脉冲在第一反射镜251和第二反射镜252的多次反射后（如图所示），或者在第一反射镜251、第二反射镜252、第三反射镜253和第四反射镜254的多次反射后（图中未示），最终垂直入射到第三反射镜253上，从而按照原光路可逆的返回至第一准直器261中，并通过分束器24再次返回振荡腔中，通过锁模器件23、增益光纤22、合束器28后垂直入射到反射镜29上，从而在振荡腔中来回传输。致动机构27可以控制第一反射镜261、第二反射镜262、第三反射镜253、和第四反射镜254的相对距离和旋转角度，以及控制第一准直器的位置和入射角度，从而控制激光脉冲在反射模组中的传输距离和反射次数，从而控制光束的传输光程，达到控制激光腔腔长的目的。激光器还可以包括重复频率测量系统、处理器、存储器等，图中未示，其对应的功能可参考上述实施例。如图7B所示，第三反射镜和第四反射镜相对于水平轴对称，以便于当激光脉冲入射到第四反射镜254上时，也可以垂直入射会原路返回。在第一反射镜251与第二反射镜252之间不平行的情况下，仍然可以调整第三反射镜和第四反射镜的旋转角度，使得光纤垂直入射并原路返回。

图8为根据发明实施例的可选的部分调整结果示意图，如图8A所示，第一准直器261将激光脉冲以α1角度入射至第二反射镜252，α1表示入射光线与第二反射镜的夹角。如图8B所示，第一准直器261将激光脉冲以α2角度入射至第二反射镜252，其中α2＞α1，即第一准直器以更接近垂直的角度入射。对比图8A和图8B可知，在第一反射镜251与第二反射镜252的相对距离不变的情况下，激光脉冲在反射模组中的反射次数增多，传输距离变长。如图8C所示，第一准直器261将激光脉冲以α3角度入射至第二反射镜252，α3＞α2＞α1，对比图8A-图8C可以看出，α角度越大，即准直器入射角度越接近于垂直，激光脉冲在反射模组中的反射次数越多，传输距离越长。如图8D所示，第一准直器261将激光脉冲以α3角度入射至第二反射镜252，对比图8C和图8D可知，第一反射镜251与第二反射镜252之间的距离增大，激光脉冲在反射模组中的传输距离变长。在实际使用中，可以使用反射率大于99.99%的反射镜，保证激光脉冲的反射次数可以在0-10000之间调整。图8A-图8D仅为示例性的描述，囿于篇幅限制，本发明无法对所有调整结果进行穷举，然后基于本发明的上述分析，可以分析得到每种调整方式及其组合所能产生的调整结果。

上所描述的激光器的结构仅仅是示意性的，本领域技术人员还可以将本发明的腔长调整结构应用到其他各种类型的激光器中。本发明对此不做限定。

根据本发明实施例，还提供了一种激光器输出脉冲重复频率的调整方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图9是根据本发明实施例的一种可选的激光器输出脉冲重复频率的调整方法的流程图，激光器中包括反射模组，至少一个准直器，处理器和致动机构，反射模组包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许至少一个准直器发射的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；

如图9所示，处理器被配置执行的方法包括：

步骤S902， 接收重复频率调整信号；

步骤S904， 发出控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向至少一个空隙的角度和位置，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整激光脉冲的重复频率。

通过上述方法，在激光器中，结合图2可知，泵浦光源21发出的泵浦光通过合束器进入增益介质22，激光光束经过增益介质22、锁模器件23和输出器件24后输出，同时，通过分束器分出一部分激光进入准直器26，准直器26将激光射入反射模组25后，激光光束经多次反射从反射模组25射出，通过上述合束器再次计入增益介质22，构成环形振荡腔，从而使得激光光束在激光谐振腔环形传输并输出。同时，致动机构27可以在手动或者自动控制下，调整反射模组25的预设形状，和/或准直器26射入反射模组的预设角度，从而改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程，实现调整激光脉冲的重复频率。

通过本发明实施例，采用多个按照预设形状配置的反射镜组成反射模组，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出，并采用设置至少一个准直器，以预设角度朝向至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；通过设置与反射镜和/或准直器相耦合的致动机构，根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，达到了改变激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程的目的，从而实现了调整激光脉冲的重复频率的技术效果，进而解决了激光器输出脉冲重复频率调谐不便的技术问题。

在一种可选实施方式中，反射模组包括反射面相向配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组和第二反射镜组均包括一个或多个邻近放置的反射镜，第一反射镜组和第二反射镜组之间平行或者夹角小于预设角度；

当激光器包含一个准直器时，该准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，设置第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器；

当激光器包含两个或多个准直器时，一个准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，另一个准直器对准反射模组的另一个空隙，设置准直器的位置、角度或者调整第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终射入另一个准直器。反射模组的具体形状和调整方式可参照前述实施例，在此不再赘述。

在一种可选实施例中，处理器还被配置为执行如下方法：

发出第一控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或

发出第二控制信号，控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向至少一个空隙的角度和位置。

在一种可选实施例中，处理器还被配置为执行如下方法：

在激光器中建立统一的坐标系；

获取反射模组中的每个反射镜在该坐标系下的角度，以及获取用于将激光脉冲射入反射模组的准直器在该坐标系下的角度，其中，准直器在该坐标系下的角度与射入的激光脉冲在该坐标系下的角度相同；

根据反射模组中的每个反射镜的角度和射入的激光脉冲的角度，计算得到射出反射模组的激光脉冲的所有可能角度；

根据计算结果调整另一个准直器的角度，以接收从反射模组射出的激光脉冲，或者调整反射模组中反射镜的角度以使从反射模组射出的激光脉冲正好射入另一个准直器，或者调整反射模组中反射镜的角度以使激光脉冲沿原光路返回。

在一种可选实施方式中，激光器可以包括输入装置，用于接收用户输入的重复频率值，处理器被配置为根据用户输入的重复频率值进行调整，以实现良好的交互过程。输入装置可以为按键/旋钮或者触控屏等等。

在一种可选实施方式中，激光器还包括频率测量系统，用于测量输出器件输出的激光脉冲的重复频率。

在一种可选实施方式中，处理器还被配置为执行如下方法：

接收频率测量系统测量得到的重复频率；

比较测量的重复频率与设置的重复频率之间的大小关系；

当测量的重复频率小于设置的重复频率时，以减小激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度；

当测量的重复频率大于设置的重复频率时，以增大激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

在一种可选实施方式中，激光器可以在没有频率测量系统的情况下，根据重复频率值和腔长的计算公式，可以根据用户设置的重复频率值，来计算出对应的激光器振荡腔的腔长。同时，处理器中预存有泵浦光源、增益光纤、锁模器件、输出器件、准直器之间的距离，使得激光脉冲从准直器射入反射模组、在反射模组中多测反射、以及准直器接收激光脉冲这三段，成为腔长中的唯一可调变量。当处理器计算得到用户设定的重复频率值对应的腔长后，可以通过不断模拟计算，来确定满足腔长要求的准直器的预设形状、准直器的入射距离和角度。并进一步通过调整每个准直器距离反射模组的距离、准直器的入射角度、每个反射镜的角度和距离，来调整腔长，使得当前的腔长满足计算值。这种方式虽然需要耗费处理器对每一次反射角度和传输距离进行计算，从而计算当前形状和准直器距离和入射角度下的振荡腔的腔长，不断调整形状来计算，直至确定满足腔长要求的形状。这种调整方式将计算过程在处理器内部实现，从而可以直接将输出脉冲的重复频率调整至用户设定值，调整效率仍优于上述尝试性的调整方式。

在一种可选实施方式中，激光器还包括存储器，用于存储反射模组的预设形状、至少一个准直器的预设角度以及重复频率之间的对应关系；

处理器还用于根据设置的重复频率，从存储的对应关系中查找与设置的重复频率所对应的反射模组的预设形状、准直器相对于反射模组的预设角度，并根据查找结果控制反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光器，包括泵浦光源，增益光纤，锁模器件以及输出器件，其特征在于，还包括：

反射模组，包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，所述预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许激光器中产生的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；

至少一个准直器，以预设角度朝向所述至少一个空隙配置，用于发射或接收激光脉冲；

致动机构，与反射镜和/或准直器相耦合，用于根据设置的重复频率调整反射模组的预设形状和/或调整准直器的预设角度，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整所述激光脉冲的重复频率。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，反射模组包括反射面相向配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组和第二反射镜组均包括一个或多个邻近放置的反射镜，第一反射镜组和第二反射镜组之间平行或者夹角小于预设角度；

当激光器包含一个准直器时，该准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，设置第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器；

当激光器包含两个或多个准直器时，一个准直器从其中一个空隙将激光脉冲射入反射模组，另一个准直器对准反射模组的另一个空隙，设置准直器的位置、角度或者调整第一反射镜组和第二反射镜组之间的夹角，使得激光脉冲经多次反射后最终射入另一个准直器。

3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括处理器，用于：

发出第一控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或

发出第二控制信号，控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向所述至少一个空隙的角度和位置。

4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括频率测量系统，用于测量所述输出器件输出的激光脉冲的重复频率；所述处理器还用于：

接收频率测量系统测量得到的重复频率；

比较测量的重复频率与设置的重复频率之间的大小关系；

当测量的重复频率小于设置的重复频率时，以减小激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度；

当测量的重复频率大于设置的重复频率时，以增大激光光束在激光振荡腔中传输的光程为目标约束，改变反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

5.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括存储器，用于存储反射模组的预设形状、至少一个准直器的预设角度以及重复频率之间的对应关系；

所述处理器还用于根据设置的重复频率，从存储的对应关系中查找与设置的重复频率所对应的反射模组的预设形状、准直器相对于反射模组的预设角度，并根据查找结果控制反射模组的预设形状和/或改变准直器相对于反射模组的预设角度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的激光器，其特征在于，所述反射模组包括平行配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组包括一个或多个第一反射镜，第二反射镜组包括一个或多个第二反射镜，所述至少一个准直器包括对准第一空隙的第一准直器和对准第二空隙的第二准直器，使得从第一准直器射出的激光光束经两组平行配置的反射镜多次反射后射入第二准直器；

其中，致动机构通过如下任一种方式来调整所述激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离；

调整准直器的预设角度，包括同步调整第一准直器和第二准直器相对于第一反射镜法线的夹角，保持第一准直器和第二准直器相对于法线呈镜像对称；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离，并同步调整第一准直器和第二准直器相对于第一反射镜法线的夹角，保持第一准直器和第二准直器相对于法线呈镜像对称。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的激光器，其特征在于，所述反射模组包括非平行配置的第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组包括一个或多个第一反射镜，第二反射镜组包括一个或多个第二反射镜，所述至少一个准直器包括对准第一空隙的第一准直器，第一准直器从第一空隙将激光脉冲射入反射模组，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，使得激光脉冲经多次反射后最终垂直入射到其中一个反射镜上，并沿原光路返回准直器；

其中，致动机构通过如下任一种方式来调整所述激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离；和/或，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，调整第一准直器的入射角度，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回；和/或，调整第一准直器的入射角度，调整第一反射模组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜的角度，改变激光脉冲的传输路径且使得激光脉冲沿原光路返回，并且控制第一反射镜组中的任一反射镜或第二反射镜组中的任一反射镜沿其法线方向前后移动，改变第一反射镜组和第二反射镜组之间的相对距离。

8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述第一反射镜组包括第一反射镜、和第三反射镜，第二反射镜组包括第二反射镜、和第四反射镜，其中第一反射镜和第二反射镜平行配置，第三反射镜和第四反射镜位于反射模组的同一侧空隙，第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角互补，所述至少一个准直器包括对准另一侧空隙的第一准直器，第一准直器和第三反射镜相对于第一反射镜法线的夹角互余，使得从准直器射出的激光光束经四个反射镜多次反射后返回到第一准直器；

致动机构通过如下任一种方式来调整所述激光脉冲的重复频率：

调整反射模组的预设形状，包括调整第一反射镜和第二反射镜之间的相对距离、第三反射镜和第四反射镜之间的距离、和/或第三反射镜与第四反射镜的角度，在维持激光脉冲沿原光路返回的情况下改变激光脉冲的传输光程；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括同步调整第一准直器、第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角，保持第三反射镜和第四反射镜相对于法线的夹角互补，第一准直器和第三反射镜相对于法线的夹角互余，在维持激光脉冲沿原光路返回的情况下改变激光脉冲的传输光程；

调整反射模组的预设形状和准直器的预设角度，包括调整第一反射镜和第二反射镜之间的相对距离或第三反射镜和第四反射镜之间的距离，同步调整第一准直器、第三反射镜和第四反射镜相对于第一反射镜法线的夹角，保持第三反射镜和第四反射镜相对于法线的夹角互补，第一准直器和第三反射镜相对于法线的夹角互余。

9.根据权利要求3-8中任一项所述的激光器，其特征在于，所述处理器还用于：

在所述激光器中建立统一的坐标系；

获取所述反射模组中的每个反射镜在该坐标系下的角度，以及获取用于将激光脉冲射入反射模组的准直器在该坐标系下的角度，其中，所述准直器在该坐标系下的角度与射入的激光脉冲在该坐标系下的角度相同；

根据所述反射模组中的每个反射镜的角度和射入的激光脉冲的角度，计算得到射出反射模组的激光脉冲的所有可能角度；

根据计算结果调整另一个准直器的角度，以接收从反射模组射出的激光脉冲，或者调整反射模组中反射镜的角度以使从反射模组射出的激光脉冲正好射入另一个准直器，或者调整反射模组中反射镜的角度以使激光脉冲沿原光路返回。

10.一种激光器输出脉冲重复频率的调整方法，其特征在于，所述激光器中包括反射模组，至少一个准直器，处理器和致动机构，反射模组包括多个按照预设形状配置的反射镜，每个反射镜的反射面均朝向预设形状的中心，所述预设形状留有至少一个空隙，该至少一个空隙被配置为允许至少一个准直器发射的激光脉冲射入反射模组，以及允许激光脉冲经多次反射后从反射模组射出；

所述处理器被配置执行的方法包括：

接收重复频率调整信号；

发出控制信号，控制与反射镜相耦合的多个致动机构运转，来调整多个反射镜之间的相对距离和相对角度，以改变反射模组的预设形状；和/或控制与准直器相耦合的多个致动机构运转，来调整准直器朝向所述至少一个空隙的角度和位置，使得激光脉冲在反射模组中的反射路径和传输光程改变，以调整所述激光脉冲的重复频率。

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