CN114284854A - 一种基于空间光调制器的激光功率控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于空间光调制器的激光功率控制装置，包括：激光器、半波片、空间光调制器、偏振片、分光镜、光电探测器、信号放大器、逻辑控制器、调制器驱动卡和电脑；所述激光器发出激光束入射到半波片中进行偏振方向调整，随后进入空间光调制器中进行光束偏振态的调制，然后进入偏振片再次将光束转化为线偏振光而射出，从偏振片出射的光束射向分光镜，经分光镜光束分成透射光束和反射光束，透射光束为需求目标调控光束，反射光束投射进入光电探测器；在此光信号转化成电信号，经信号放大器后输入逻辑控制器，逻辑控制器与调制器驱动卡通过电脑控制而进行通信交互，调制器驱动卡通过可控的电压输出来实现对空间光调制器的控制。
Description
【技术领域】
本发明涉及激光功率控制领域，具体地说，是涉及一种基于空间光调制器的激光功率控制装置。
【背景技术】
通常，影响输出激光功率稳定的因素主要有两方面，一是激光器的工作输出，二是传输系统的光束传输。激光器本身的出光功率受环境温度变化、电源电流波动、工作模式切换、结构件微变型等因素而产生一定的功率波动；而当前对于激光应用领域，越来越朝着高稳定性传输，高精度加工等方面发展，特别是超快激光超精、微加工方面，这些都对激光传输时的功率稳定性提出了更高的要求。因此，一般的激光器直接输出的激光无法直接应用，而需要采取一些措施才能使其功率稳定度达到一定的应用水平。
从激光器的发出的激光束，其功率变化是多个因素综合的结果，即光功率无规律的起伏。在输出光束上通过光反馈方法直接对激光振幅进行调制来实现对光束的功率稳定性的精确调控，是一种行之有效的方法，此可有效改善激光器本身因功率稳定性低而存在的不足。空间光调制器作为一种灵活性强且调控精度高的光场调制光器件，特别地，基于液晶振幅型空间光调制器其液晶对入射线偏振光的旋光特性，并配合检偏器的消光作用，两者结合可实现对光束振幅进行有效的调制。
针对当前激光器输出中存在的功率稳定性低的问题及市场对高功率稳定性光束的需求，我们提出一种基于空间光调制器的激光功率控制装置以实现对激光输出功率的高稳定性控制及功率大小的调控。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种基于空间光调制器的激光功率控制装置，旨在解决当前激光器光能输出时激光功率稳定性方面存在控制精度不足的相关技术问题。
为达到上述目的，本发明提供的方案是：一种基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在于：包括：激光器、半波片、空间光调制器、偏振片、分光镜、光电探测器、信号放大器、逻辑控制器、调制器驱动卡和电脑；
所述激光器发出激光束入射到半波片中进行偏振方向调整，随后进入空间光调制器中进行光束偏振态的调制，然后进入偏振片再次将光束转化为线偏振光而射出，从偏振片出射的光束射向分光镜，经分光镜光束分成透射光束和反射光束，透射光束为需求目标调控光束，反射光束投射进入光电探测器；
在此光信号转化成电信号，经信号放大器后输入逻辑控制器，逻辑控制器与调制器驱动卡通过电脑控制而进行通信交互，调制器驱动卡通过可控的电压输出来实现对空间光调制器的控制。
优选的，激光器发出的激光束为线偏振光。
优选的，空间光调制器为透射式振幅型液晶空间光调制器。
优选的，分光镜能量透过率为95％，反射率为5％。
优选的，分光镜为分光棱镜。
本发明的有益效果是：通过在激光器出射光束上设置基于空间光调制器的激光功率控制装置，便可实时实现对激光束能量稳定性的精确调制及激光输出功率大小的调控，有效提升激光束传输中的功率稳定性，功率大小控制的便捷性；同时该装置还具有调节激光波长范围广，结构简单，操作方便，调节功率稳定性高的特点。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1是本发明基于空间光调制器的激光功率控制装置的原理示意图。
1.激光器，2.半波片，3.透射式空间光调制器，4.偏振片，5.分光镜，6.光电探测器，7.信号放大器，8.逻辑控制器，9.调制器控制卡，10.电脑。
【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，还可以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。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，在图1所示的实施例中，激光器(1)，半波片(2)，空间光调制器(3)，偏振片(4)，分光镜(5)组成激光光束传输系统；光电探测器(6)，信号放大器(7)，逻辑控制器(8)，调制器控制卡(9)，电脑(10)组成光束功率控制系统。
具体如下：从激光器(1)发出的线偏振激光束入射到半波片(2)中进行偏振方向调整，随后进入空间光调制器(3)中进行光束偏振态的调制，然后进入偏振片(4)再次将调制后光束转化为线偏振光而射出，从偏振片(4)出射的光束射向分光镜(5)，经分光镜(5)光束分成透射光束和反射光束，透射光束为需求目标调控光束，反射光束投射进入光电探测器(6)，在此光信号转化成电信号，然后经信号放大器(7)后输入到逻辑控制器(8)；逻辑控制器(8)与调制器驱动卡(9)通过电脑(10)控制而进行通信交互，调制器驱动卡(9)通过控制电压输出来实现对空间光调制器(3)的控制。
所述的激光器发出的激光束为线偏振光，若否，需将出射激光束通过起偏器调制成线偏振光。
所述的空间光调制器为振幅型液晶空间光调制器；
进一步的，所述空间光调制器为透射式振幅型液晶空间光调制器或反射式振幅型液晶空间光调制器。
所述分光镜能量透过率为95％，反射率为5％。
进一步的，分光镜可为分光棱镜或分光平片。
具体的，当激光器(1)因某些因素影响输出光束产生功率波动时，传输到分光镜(5)的光束经分光镜(5)反射和透射的光束功率均会发生波动，进入光电探测器(6)的波动反射光光信号使从光电探测器(6)输出的电信号亦产生波动，此电信号通过信号放大器(7)后于逻辑控制器(8)中与预先设定的信号电平进行比较，然后通过电脑(10)使调制器驱动卡(9)适当的调节电压而改变空间光调制器(3)的调制状态，然后经偏振片(4)、分光镜(5)使反射光信号得到适当的加强或衰减以保证反射光功率的稳定，从而获得稳定输出的透射光光束，实现对出射光束功率稳定性的精确调控。
进一步的，本申请还可在不改变激光器(1)本身光能输出的情况下，通过电脑(10)改变调制器驱动卡(9)输出电压来调控空间光调制器(3)的工作状态，这样经偏振片(4)进入分光镜(5)的光束能量大小发生改变，从而实现对输出透射光束功率大小的调控。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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。
综上，本发明提供的一种基于空间光调制器的激光功率控制装置如下有益效果：通过在激光器出射光束上设置基于空间光调制器的激光功率控制装置，便可实时实现对激光束能量稳定性的精确调制及激光输出功率大小的调控，有效提升激光束传输中的功率稳定性，功率大小控制的便捷性；同时该装置还具有调节激光波长范围广，结构简单，操作方便，调节功率稳定性高的特点。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在于：包括激光器、半波片、空间光调制器、偏振片、分光镜、光电探测器、信号放大器、逻辑控制器、调制器驱动卡和电脑；
所述激光器发出激光束入射到半波片中进行偏振方向调整，随后进入空间光调制器中进行光束偏振态的调制，然后进入偏振片再次将光束转化为线偏振光而射出，从偏振片出射的光束射向分光镜，经分光镜光束分成透射光束和反射光束，透射光束为需求目标调控光束，反射光束投射进入光电探测器；
在此光信号转化成电信号，经信号放大器后输入逻辑控制器，逻辑控制器与调制器驱动卡通过电脑控制而进行通信交互，调制器驱动卡通过可控的电压输出来实现对空间光调制器的控制。
2.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在于：所述的激光器发出的激光束为线偏振光。
3.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在：所述的空间光调制器为透射式振幅型液晶空间光调制器。
4.根据权利要求1所述的基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在：所述分光镜能量透过率为95％，反射率为5％。
5.根据权利要求4所述的基于空间光调制器的激光功率控制装置，其特征在：所述分光镜为分光棱镜。
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