CN113394651A - 多脉冲激光延时可调的组合发射装置 - Google Patents

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尹宇阳
杨勇
王积勤
季凯杰
林鑫
刘林美
郑金州
李发泉
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Abstract

本发明公开了多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器、脉冲激光器和延时分光光路，延时分光光路包括第一分光镜、第二分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一半波片、以及第一偏振分束镜。通过延时分光光路，可以实单脉冲分离成多脉冲序列，不受激光自身重复频率的影响，不仅具有脉冲序列时间间隔精确可调，而且脉冲序列可实现同光路输出，有利于远距离同光束探测或者光束精确聚焦到同一目标点探测；此外，可以通过对延时分光光路进行扩展、以及多台脉冲激光器与多个延时分光光路组合获得更多脉冲序列、更多脉冲波形，为激光与物质相互作用获得快速精确的脉冲序列。

Description

多脉冲激光延时可调的组合发射装置
技术领域
本发明属于脉冲激光的发射与控制技术领域，具体涉及多脉冲激光延时可调的组合发射装置。
背景技术
激光具有峰值功率高、单色性好和光束质量优秀等特点，利用调Q等激光技术对激光脉宽进行压缩从而提高输出激光的峰值功率，产生脉冲激光。脉冲激光在激光雷达、激光测距、激光诱导击穿光谱、激光打标、激光切割等诸多领域得到广泛应用。
在许多领域，研究发现多脉冲激光性能比单脉冲更加优异。例如，在激光诱导击穿光谱方面，有研究发现双脉冲激发比单脉冲激发更容易产生大量等离子体，从而可提高击穿光谱的探测能力(Spectrochimica Acta Part B,2002,57(7):1167–1179)。在光学材料的损伤阈值测试中发现，随着激光脉冲数的增加，材料的损伤阈值大大降低(OpticsExpress,2010,18(26):26791-26798)。同样的，在激光烧蚀方面，多脉冲比单脉冲会产生更好的烧蚀效果(Journal of Physics:Conf.Series,2019,1147:0120631-4)。
现有大功率脉冲激光器通过改变其泵浦光源(闪光灯、激光二极管)的泵浦频率来改变输出激光的脉冲重复频率。因此脉冲激光器受到脉冲重复频率的限制只能等间隔输出脉冲，且最小的脉冲时间间隔取决于最高重复频率。但是泵浦光源需要一定泵浦激发时间来储能，从而获得高峰值功率的脉冲激光。这就使得高重频脉冲激光器的峰值功率比低重频脉冲激光器的峰值功率要小。此外，受到脉冲激光器泵浦光源充放电影响，脉冲激光的最小时间间隔有一个极限，不是任意可调的。
在激光诱导击穿光谱应用中，为了获得更好的光谱激发效果，一种可编程脉冲激光器被研制出来(J.Biomedical Science and Engineering,2015,8,207-212)，该脉冲激光器一次可以编程控制发射1-4个脉冲激光，但是受到脉冲激光器泵浦光源充放电影响，脉冲激光的最小时间间隔比较宽，在10ms左右。
此外，现有的脉冲激光器的输出波形是高斯形状。有研究发现特殊形状的脉冲波形在实际应用中会有更好的效果。例如，在激光焊接方面，不同的金属材料对同一束激光的反射与吸收差别很大，而现有的脉冲激光器只能做到单一的高斯波形输出，难以适应多种材料的焊接需求。在激光诱导击穿光谱方面，改变脉冲激光的波形对于被测物体来说，会有不同的激发效果。
综上所述，一种令现有脉冲激光器可以实现多脉冲输出、脉冲间隔可调以及输出波形可调的装置，具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供多脉冲激光延时可调的组合发射装置。单台脉冲激光器输出的每个脉冲激光经延时分光光路后，产生多个可调延时的脉冲激光，其中可调延时时间间隔从皮秒到百纳秒量级精确可调；延时分光光路可通过增加分光片与反射镜进行扩展，扩展后产生的脉冲激光分束更多；根据脉冲激光宽度、分光镜分光比例和延时时间精确组合，还可以获得很多种脉冲激光波形，例如典型的几种波形：方波、三角波以及双峰波都可以产生；多台脉冲激光器的外触发由信号发生器控制，由信号发生器提供的延时时间间隔从纳秒到分钟量级大范围可调。通过具有上述特点的多脉冲激光延时可调的组合发射装置，可产生多个脉冲间隔时间精密可调的大功率脉冲激光序列，为研究激光激发物质特性研究提供有效方案。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器，还包括第一脉冲激光器和延时分光光路，
延时分光光路包括第一分光镜、第二分光镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、第一半波片、以及第一偏振分束镜，
信号发生器控制第一脉冲激光器输出脉冲激光；
脉冲激光出射后依次透射第一分光镜、第二分光镜及第一偏振分束镜后作为脉冲激光第一分束；
脉冲激光出射后，经第一分光镜透射后入射第二分光镜，再经第二分光镜反射至第三反射镜，再由第三反射镜反射至第四反射镜，再经第四反射镜反射后通过第一半波片，再入射至第一偏振分束镜，经第一偏振分束镜反射后作为脉冲激光第二分束；
脉冲激光出射后，经第一分光镜反射至第一反射镜，再经第一反射镜反射至第二反射镜，再经第二反射镜反射至第二分光镜，再经第二分光镜反射后透射第一偏振分束镜后作为脉冲激光第三分束；
脉冲激光出射后，经第一分光镜反射至第一反射镜，经第一反射镜反射至第二反射镜，再经第二反射镜反射并透射第二分光镜，经第二分光镜透射后入射第三反射镜，再经第三反射镜反射入射第四反射镜，再经第四反射镜反射后通过第一半波片，再入射至第一偏振分束镜，经第一偏振分束镜反射后作为脉冲激光第四分束。
如上所述的第一分光镜、第二分光镜和第一偏振分束镜位于同一直线且依次分布在第一脉冲激光器的出光光轴上；
第一反射镜、第二反射镜、第一分光镜、第二分光镜分别位于矩形的四个顶点；
第二反射镜、第二分光镜、第三反射镜位于同一直线上；
第二分光镜、第三反射镜、第四反射镜、第一偏振分束镜分别位于矩形的四个顶点；
第一半波片位于第四反射镜和第一偏振分束镜之间；
第一分光镜的法线、第一反射镜的法线、第四反射镜的法线、第一偏振分束镜的反射面法线平行；
第二反射镜的法线、第二分光镜的法线、第三反射镜的法线平行；
第一分光镜的法线垂直于第二分光镜的法线。
第一反射镜、第二反射镜与第一分光镜、第二分光镜之间的距离可调，第三反射镜、第四反射镜与第二分光镜、第一偏振分束镜之间的距离可调。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
每台脉冲激光器的单个脉冲经过延时分光光路后都可同时产生一系列大功率脉冲激光，且激光脉冲序列间隔时间均可精密调节，不受激光重复频率的限制；如果多台脉冲激光器组合，可以实现更多脉冲序列、更大时间间隔范围调节的脉冲激光序列。同时，延时分光光路具有波长使用范围宽、延时调节精准连续、不受脉冲激光峰值功率限制与可扩展等优点。同一脉冲激光器的输出脉冲光路方向相同，便于远距离精确对准同一目标或者经同一透镜聚焦到目标上，消除了光路方向上的差异。如果改变分光镜的分光比例，可以获得不同强度的脉冲激光序列；通过脉冲激光宽度、分光镜分光比例和延时时间的精确组合，还可以获得很多种脉冲激光波形，例如典型的几种波形：方波、三角波以及双峰波都可以产生，进一步拓展了激光激发物体的能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中，1-信号发生器；2-第一脉冲激光器；3-第一分光镜；4-第一反射镜；5-第二反射镜；6-第二分光镜；7-第三反射镜；8-第四反射镜；9-第一半波片；10-第一偏振分束镜。
图2为两台脉冲激光器，两个延时分光光路时的结构示意图；
其中，1-信号发生器；2-第一脉冲激光器；3-第一分光镜；4-第一反射镜；5-第二反射镜；6-第二分光镜；7-第三反射镜；8-第四反射镜；9-第一半波片；10-第一偏振分束镜；11-第二脉冲激光器；12-第三分光镜；13-第五反射镜；14-第六反射镜；15-第四分光镜；16-第七反射镜；17-第八反射镜；18-第二半波片；19-第二偏振分束镜；20-第九反射镜。
图3为对延时分光光路进行扩展后的结构示意图；
其中，21-第五分光镜；22-第十反射镜；23-第十一反射镜。
图4为两台脉冲激光器，两个延时分光光路时，产生的八个脉冲的时序图；
其中Ta为第一脉冲激光第一分束距离原点的时间，Tb为第二脉冲激光第一分束距离原点的时间。
图5为一台脉冲激光器经过延时分光光路后输出四个脉冲，在合适的脉冲激光宽度和延时时间下，脉冲激光波形叠加为方波(左图)或者双峰波(右图)的示意图。
图6为延时分光光路扩展后，一台脉冲激光器输出八个脉冲，叠加形成方波(左图)或者三角波(右图)的示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器、脉冲激光器和延时分光光路，在本实施例中脉冲激光器为一台，即为第一脉冲激光器2，延时分光光路为一个，即为第一延时分光光路。
多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器1，还包括第一脉冲激光器2和第一延时分光光路，
第一延时分光光路包括第一分光镜3、第二分光镜6、第一反射镜4、第二反射镜5、第三反射镜7、第四反射镜8、第一半波片9、以及第一偏振分束镜10，
信号发生器1控制激光通道的第一脉冲激光器2输出第一脉冲激光，
第一脉冲激光出射后依次透射第一分光镜3、第二分光镜6及第一偏振分束镜10后作为第一脉冲激光第一分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜3透射后入射第二分光镜6，再经第二分光镜6反射至第三反射镜7，再由第三反射镜7反射至第四反射镜8，再经第四反射镜8反射后通过第一半波片9，再入射至第一偏振分束镜10，经第一偏振分束镜10反射后作为第一脉冲激光第二分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜3反射至第一反射镜4，再经第一反射镜4反射至第二反射镜5，再经第二反射镜5反射至第二分光镜6，再经第二分光镜6反射后透射第一偏振分束镜10后作为第一脉冲激光第三分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜3反射至第一反射镜4，经第一反射镜4反射至第二反射镜5，再经第二反射镜5反射并透射第二分光镜6，经第二分光镜6透射后入射第三反射镜7，再经第三反射镜7反射入射第四反射镜8，再经第四反射镜8反射后通过第一半波片9，再入射至第一偏振分束镜10，经第一偏振分束镜10反射后作为第一脉冲激光第四分束。
第一分光镜3、第二分光镜6和第一偏振分束镜10位于同一直线且依次分布在第一脉冲激光器2的出光光轴上；
第一反射镜4、第二反射镜5、第一分光镜3、第二分光镜6分别位于矩形的四个顶点；
第二反射镜5、第二分光镜6、第三反射镜7位于同一直线上；
第二分光镜6、第三反射镜7、第四反射镜8、第一偏振分束镜10位于矩形的四个顶点；
第一半波片9位于第四反射镜8和第一偏振分束镜10之间；
第一分光镜3的法线、第一反射镜4的法线、第四反射镜8的法线、第一偏振分束镜10的反射面法线平行；
第二反射镜5的法线、第二分光镜6的法线、第三反射镜7的法线平行；
第一分光镜3的法线垂直于第二分光镜6的法线。
第一反射镜4、第二反射镜5与第一分光镜3、第二分光镜6之间的距离可调，第三反射镜7、第四反射镜8与第二分光镜6、第一偏振分束镜10之间的距离可调。
在第一延时分光光路中，第一反射镜4、第二反射镜5、第一分光镜3、第二分光镜6构成一个矩形，调节第一反射镜4、第二反射镜5与第一分光镜3、第二分光镜6之间的距离L1，可以改变第一脉冲激光第三分束与第一脉冲激光第一分束之间的光程差，根据光的传播速度，1米的光程差对应延时时间间隔约为3.3ns，因此可以通过调节第一反射镜4、第二反射镜5与第一分光镜3、第二分光镜6之间的距离L1，来调节第一脉冲激光第三分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t1；
同理，通过调节第三反射镜7、第四反射镜8与第一分光镜3、第二分光镜6之间的距离L2，来调节第一脉冲激光第二分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t2；
第一脉冲激光第四分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间为t1+t2，因此改变L1、L2中的1个或2个，t1+t2都会发生改变。
实施例2：
本实施例2是实施例1的技术方案的多个延时分光光路的并行运行扩展，如图2所示，多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器、脉冲激光器和延时分光光路，在本实施例中脉冲激光器为两台、延时分光光路为两个，即为第一脉冲激光器2和第二脉冲激光器11、第一延时分光光路和第二延时分光光路。
第一延时分光光路包括第一分光镜3、第二分光镜6、第一反射镜4、第二反射镜5、第三反射镜7、第四反射镜8、第一半波片9、以及第一偏振分束镜10。
第一分光镜3、第二分光镜6和第一偏振分束镜10位于同一直线且依次分布在第一脉冲激光器2的出光光轴上；
第一反射镜4、第二反射镜5、第一分光镜3、第二分光镜6分别位于矩形的四个顶点；
第二反射镜5、第二分光镜6、第三反射镜7位于同一直线上；
第二分光镜6、第三反射镜7、第四反射镜8、第一偏振分束镜10位于矩形的四个顶点；
第一半波片9位于第四反射镜8和第一偏振分束镜10之间；
第一分光镜3的法线、第一反射镜4的法线、第四反射镜8的法线、第一偏振分束镜10的反射面法线平行；
第二反射镜5的法线、第二分光镜6的法线、第三反射镜7的法线平行；
第一分光镜3的法线垂直于第二分光镜6的法线。
第一脉冲激光器2产生固定频率的第一脉冲激光，第一分光镜3和第二分光镜6在第一脉冲激光器出射光路上，其中第一分光镜3法线方向和第二分光镜6法线方向相互垂直且与第一脉冲激光器2出射光路成45°夹角，第一反射镜4在第一分光镜3的反射光路上，第一反射镜4的法线方向与第一分光镜3反射光路成45°夹角，可将第一分光镜3反射过来的第一脉冲激光垂直反射至第二反射镜5，第二反射镜5的法线方向与第一反射镜4的法线方向相互垂直，将第一脉冲激光垂直反射至第二分光镜6，第三反射镜7放置在第二反射镜5的反射光路上、第二分光镜6之后，第三反射镜7的法线方向与第二分光镜6的法线方向相互平行，第四反射镜8在第三反射镜7的反射光路上，第四反射镜8的法线方向与第三反射镜7的法线方向相互垂直，第一半波片9在第四反射镜8的反射光路上，第一偏振分束镜10放置在第一脉冲激光器2出射光路与第四反射镜8的反射光路的交叉处，且第一偏振分束镜10反射面的法线方向和第四反射镜8的法线方向相互平行，与第一脉冲激光器2出射光路成45°夹角；
第二延时分光光路包括第三分光镜12、第四分光镜15、第五反射镜13、第六反射镜14、第七反射镜16、第八反射镜17、第二半波片18、以及第二偏振分束镜19。
第三分光镜12、第四分光镜15和第二偏振分束镜19位于同一直线且依次分布在第二脉冲激光器11的出光光轴上；
第五反射镜13、第六反射镜14、第三分光镜12、第四分光镜15分别位于矩形的四个顶点；
第六反射镜14、第四分光镜15、第七反射镜16位于同一直线上；
第四分光镜15、第七反射镜16、第八反射镜17、第二偏振分束镜19位于矩形的四个顶点；
第二半波片18位于第八反射镜17和第二偏振分束镜19之间；
第三分光镜12的法线、第五反射镜13的法线、第八反射镜17的法线、第二偏振分束镜19的反射面法线平行；
第六反射镜14的法线、第四分光镜15的法线、第七反射镜16的法线平行；
第三分光镜12的法线垂直于第四分光镜15的法线。
第二脉冲激光器11出射光路方向与第一脉冲激光器2出射光路方向平行，第二脉冲激光器11产生固定频率的第二脉冲激光，第三分光镜12和第四分光镜15在第二脉冲激光器出射光路上，其中第三分光镜12法线方向和第四分光镜15法线方向相互垂直且与第二脉冲激光器11出射光路成45°夹角，第五反射镜13在第三分光镜12的反射光路上，第五反射镜13的法线方向与第三分光镜12反射光路成45°夹角，可将第三分光镜12反射过来的第二脉冲激光垂直反射至第六反射镜14，第六反射镜14的法线方向与第五反射镜13的法线方向相互垂直，将第二脉冲激光垂直反射至第四分光镜15，第七反射镜16放置在第六反射镜14的反射光路上、第四分光镜15之后，第七反射镜16的法线方向与第四分光镜15的法线方向相互平行，第八反射镜17在第七反射镜16的反射光路上，第八反射镜17的法线方向与第七反射镜16的法线方向相互垂直，第二半波片18在第八反射镜17的反射光路上，第二偏振分束镜19放置在第二脉冲激光器11出射光路与第八反射镜17反射光路的交叉处，且第二偏振分束镜19反射面的法线方向和第八反射镜17的法线方向相互平行，与第二脉冲激光器11出射光路成45°夹角，第九反射镜20在第二脉冲激光器11出射光路上，且在第二偏振分束镜19之后，第九反射镜20的法线方向与第二偏振分束镜19的反射面的法线方向平行；
信号发生器1为第一脉冲激光器2和第二脉冲激光器11提供多路同步触发信号，多路同步触发信号分别连接到第一脉冲激光器2和第二脉冲激光器11的外触发输入端口，用于精确调整两台脉冲激光器之间发射脉冲的时间间隔。
多脉冲激光延时可调的组合发射装置中延时的产生与调节过程如下：
第一脉冲激光器产生固定频率的第一脉冲激光，第一脉冲激光经过可调延时分光光路后共分为四束脉冲激光。
四束脉冲激光的产生过程分述如下，第一脉冲激光出射后依次透射第一分光镜、第二分光镜及第一偏振分束镜后记为第一脉冲激光第一分束，第一脉冲激光第一分束射入被测物体，第一脉冲激光第一分束的光程最短；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜透射后入射第二分光镜，再经第二分光镜反射至第三反射镜，再由第三反射镜反射至第四反射镜，再经第四反射镜反射后通过第一半波片，此时激光偏振状态发生改变，再入射至第一偏振分束镜，再经第一偏振分束镜反射后记为第一脉冲激光第二分束(此光路为延时时间t2的脉冲激光)，第一脉冲激光第二分束射入被测物体；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜反射至第一反射镜，再经第一反射镜反射至第二反射镜，再经第二反射镜反射至第二分光镜，再经第二分光镜反射后透射第一偏振分束镜后记为第一脉冲激光第三分束(此光路为延时时间t1的脉冲激光)，第一脉冲激光第三分束入射被测物体；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜反射至第一反射镜，经第一反射镜反射至第二反射镜，再经第二反射镜反射并透射第二分光镜，经第二分光镜透射后入射第三反射镜，再经第三反射镜反射后入射第四反射镜，再经第四反射镜反射后通过第一半波片，此时激光偏振状态发生改变，再入射至第一偏振分束镜，经第一偏振分束镜反射后记为第一脉冲激光第四分束(此光路为经过t1+t2延时时间后的脉冲激光)，第一脉冲激光第四分束射入被测物体。
同理，对于第二脉冲激光器，经过可调延时分光光路后也分为四束脉冲激光。
第二脉冲激光出射后依次透射第三分光镜12、第四分光镜15及第二偏振分束镜19后记为第二脉冲激光第一分束，第二脉冲激光第一分束经第九反射镜20反射后射入被测物体，第二脉冲激光第一分束的光程最短；
第二脉冲激光出射后，经第三分光镜12透射后入射第四分光镜15，再经第四分光镜15反射至第七反射镜16，再由第七反射镜16反射至第八反射镜17，再经第八反射镜17反射后通过第二半波片18，此时激光偏振状态发生改变，再入射至第二偏振分束镜19，再经第二偏振分束镜19反射后记为第二脉冲激光第二分束(此光路为延时时间t4的脉冲激光)，第二脉冲激光第二分束经第九反射镜20反射后射入被测物体；
第二脉冲激光出射后，经第三分光镜12反射至第五反射镜13，再经第五反射镜13反射至第六反射镜14，再经第六反射镜14反射至第四分光镜15，再经第四分光镜15反射后透射第二偏振分束镜19后记为第二脉冲激光第三分束(此光路为延时时间t3的脉冲激光)，第二脉冲激光第三分束经第九反射镜20反射后入射被测物体；
第二脉冲激光出射后，经第三分光镜12反射至第五反射镜13，经第五反射镜13反射至第六反射镜14，再经第六反射镜14反射并透射第四分光镜15，经第四分光镜15透射后入射第七反射镜16，再经第七反射镜16反射后入射第八反射镜17，再经第八反射镜17反射后通过第二半波片18，此时激光偏振状态发生改变，再入射至第二偏振分束镜19，经第二偏振分束镜19反射后记为第二脉冲激光第四分束(此光路为经过t3+t4延时时间后的脉冲激光)，第二脉冲激光第四分束经第九反射镜20反射后射入被测物体。
在延时分光光路中，第一反射镜4、第二反射镜5、第一分光镜3、第二分光镜6构成一个矩形，调节第一反射镜4、第二反射镜5与第一脉冲激光器2的出光光轴之间的距离L1，可以改变第一脉冲激光第三分束与第一脉冲激光第一分束之间的光程差，根据光的传播速度，1米的光程差对应延时时间间隔约为3.3ns，因此可以通过调节第一反射镜4、第二反射镜5与第一脉冲激光器2的出光光轴之间的距离L1，来调节第一脉冲激光第三分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t1；
同理，通过调节第三反射镜7、第四反射镜8与第一脉冲激光器2的出光光轴之间的距离L2，来调节第一脉冲激光第二分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t2；
第一脉冲激光第四分束与第一脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间为t1+t2，因此改变L1、L2中的1个或2个，t1+t2都会发生改变；
通过调节第五反射镜13、第六反射镜14与第二脉冲激光器11的出光光轴之间的距离L3，来调节第二脉冲激光第三分束与第二脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t3；
通过调节第七反射镜16、第八反射镜17与第二脉冲激光器11的出光光轴之间的距离L4，来调节第二脉冲激光第二分束与第二脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间t4；
第二脉冲激光第四分束与第二脉冲激光第一分束之间的脉冲延时时间为t3+t4，因此改变L3、L4中的1个或2个，t3+t4都会发生改变；
第一脉冲激光与第二脉冲激光之间的延时时间由信号发生器1进行控制，根据需要延时时间可从纳秒到分钟量级大范围可调。
每台脉冲激光器的每个脉冲入射到被测物体上为四个时间间隔精密可调的脉冲序列，两台脉冲激光器即可产生八个时间精密可调的脉冲序列，如图4所示；如果再加上脉冲激光器固有重复频率下的脉冲激光，可获得更多的具有上述规律的脉冲序列；如果再利用脉冲激光宽度、分光片的比例和延时时间的精确组合，一台脉冲激光器经过延时分光光路后输出的四个脉冲分束可以叠加为方波、三角波或者双峰波等，图5展示了四个脉冲分束叠加形成方波(左图)和双峰波(右图)的示意图。
实施例3：
实施例3是在实施例1的基础上进行进一步扩展，增加延时分光光路的分光片与反射镜组，具体为：
设置第五分光镜21，将实施例1中第一偏振分束镜10替换为第五分光镜21，第五分光镜21位于第一脉冲激光器2的出光光轴上，且在第一脉冲激光器2的出光方向上位于第二分光镜6之后，第五分光镜21与第一分光镜3的法线方向相同，也即均与第一脉冲激光器2的出光光轴的角度相同。
设置第一偏振分束镜10新的位置，第一偏振分束镜10位于第一脉冲激光器2的出光光轴上，且在第一脉冲激光器2的出光方向上位于第五分光镜21之后。
设置第十反射镜22和第十一反射镜23的位置，第十反射镜22的反射面的法向方向与第一反射镜4的反射面的法向方向平行，第十一反射镜23的反射面的法向方向与第二反射镜5的反射面的法向方向平行，位于第一脉冲激光器2的出光方向上的光经第五分光镜21反射后的光入射第十反射镜22，经第四反射镜8反射并透射第五分光镜21的光入射第十反射镜22，入射第十反射镜22的光经反射后入射第十一反射镜23，经第十一反射镜23反射的光经过第一半波片9后入射第一偏振分束镜10，并经第一偏振分束镜10反射后入射被测物体。
实施例1中第一半波片9在原位置中移除，并挪到第十一反射镜23和新的位置的第一偏振分束镜10之间。
可以通过调整第十反射镜22、第十一反射镜23与第一脉冲激光器2的出光光轴之间的距离L5，进而调节延时时间。
通过以上设置，延时分光光路通过增加分光片与反射镜组进行扩展，如图3所示，一台脉冲激光器经过扩展的延时分光光路后输出八个脉冲分束，八个脉冲分束可以叠加为方波、三角波或者双峰波等，图6展示了八个脉冲分束叠加形成方波(左图)和三角波(右图)的示意图。
需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.多脉冲激光延时可调的组合发射装置，包括信号发生器(1)，其特征在于，还包括第一脉冲激光器(2)和延时分光光路，
延时分光光路包括第一分光镜(3)、第二分光镜(6)、第一反射镜(4)、第二反射镜(5)、第三反射镜(7)、第四反射镜(8)、第一半波片(9)、以及第一偏振分束镜(10)，
信号发生器(1)控制激光通道的第一脉冲激光器(2)输出第一脉冲激光，
第一脉冲激光出射后依次透射第一分光镜(3)、第二分光镜(6)及第一偏振分束镜(10)后作为第一脉冲激光第一分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜(3)透射后入射第二分光镜(6)，再经第二分光镜(6)反射至第三反射镜(7)，再由第三反射镜(7)反射至第四反射镜(8)，再经第四反射镜(8)反射后通过第一半波片(9)，再入射至第一偏振分束镜(10)，经第一偏振分束镜(10)反射后作为第一脉冲激光第二分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜(3)反射至第一反射镜(4)，再经第一反射镜(4)反射至第二反射镜(5)，再经第二反射镜(5)反射至第二分光镜(6)，再经第二分光镜(6)反射后透射第一偏振分束镜(10)后作为第一脉冲激光第三分束；
第一脉冲激光出射后，经第一分光镜(3)反射至第一反射镜(4)，经第一反射镜(4)反射至第二反射镜(5)，再经第二反射镜(5)反射并透射第二分光镜(6)，经第二分光镜(6)透射后入射第三反射镜(7)，再经第三反射镜(7)反射入射第四反射镜(8)，再经第四反射镜(8)反射后通过第一半波片(9)，再入射至第一偏振分束镜(10)，经第一偏振分束镜(10)反射后作为第一脉冲激光第四分束。
2.根据权利要求1所述的多脉冲激光延时可调的组合发射装置，其特征在于，所述的第一分光镜(3)、第二分光镜(6)和第一偏振分束镜(10)位于同一直线且依次分布在第一脉冲激光器(2)的出光光轴上；
第一反射镜(4)、第二反射镜(5)、第一分光镜(3)、第二分光镜(6)分别位于矩形的四个顶点；
第二反射镜(5)、第二分光镜(6)、第三反射镜(7)位于同一直线上；
第二分光镜(6)、第三反射镜(7)、第四反射镜(8)、第一偏振分束镜(10)位于矩形的四个顶点；
第一半波片(9)位于第四反射镜(8)和第一偏振分束镜(10)之间；
第一分光镜(3)的法线、第一反射镜(4)的法线、第四反射镜(8)的法线、第一偏振分束镜(10)的反射面法线平行；
第二反射镜(5)的法线、第二分光镜(6)的法线、第三反射镜(7)的法线平行；
第一分光镜(3)的法线垂直于第二分光镜(6)的法线。
3.根据权利要求2所述的多脉冲激光延时可调的组合发射装置，其特征在于，所述的第一反射镜(4)、第二反射镜(5)与第一分光镜(3)、第二分光镜(6)之间的距离可调，第三反射镜(7)、第四反射镜(8)与第二分光镜(6)、第一偏振分束镜(10)之间的距离可调。
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