CN116300155A - 光束延时校正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光束延时校正方法及系统，所述方法包括：声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光；光束偏转模块接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

Description

光束延时校正方法及系统

技术领域

本申请涉及光调制技术领域，特别是涉及一种光束延时校正方法及系统。

背景技术

声光调制器是利用电子驱动信号控制激光光束的功率的器件。由于入射至声光调制器的光束具有一定宽度，调制的声波穿过光束截面需要一定的渡越时间，故光束径向不同位置存在延时差异，进而导致光束在径向存在延时差异。当给声光调制器施加直流调制时，该延时差异对光束径向光强分布暂无影响。但当给声光调制器施加交流调制时，光束径向的延时差异会导致该维度上产生光相位差异，引入径向分布的光相位噪声，在实际应用中会影响调制效果，降低系统性能。

相关技术中，一般可以对激光光束进行聚焦，减小激光光束的光束宽度，以降低光束径向不同位置存在的时延差异。但该种方法会影响声光调制器的衍射效率。除此之外，光束经过聚焦后光强密度会随之增加，可能超过声光晶体的损伤阈值进而导致声光调制器损坏。

因此，相关技术中亟需一种能够补偿声光调制器在调制光束时所产生的时延差异的方法。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够补偿声光调制器在调制光束时所产生的时延差异的方法及系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种光束延时校正方法，所述方法包括：

声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光；

光束偏转模块接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

本申请各个实施例提供的一种光束延时校正方法，可以将激光光束经声光调制模块调制后的衍射光作为补偿光，反向入射至声光调制模块。其中，补偿光的入射方向与原本激光光束的入射方向互为相反方向，因此原本激光光束中先接触超声波的光束，在第二次反向入射至声光调制模块就会后接触超声波，这样光束径向的延时差异就会得到补偿，从而避免了声光调制模块在调制过程中引入噪声，提高了调制效率。

可选的，在本申请的一个实施例中，在所述光束偏转模块用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块之前，所述方法还包括：

控制器获取所述激光光束入射点的位置，并确定与所述入射点的入射位置相对应的参考位置；所述入射位置位于所述声光调制模块的一端，所述参考位置位于所述声光调制模块的另一端；

所述控制器根据所述参考位置调整所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的参考位置处。

可选的，在本申请的一个实施例中，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，所述方法还包括：

控制器获取第一预设位置以及第二预设位置，所述第一预设位置与所述第二预设位置相对设置于所述声光调制模块的两端；

所述控制器根据所述第一预设位置调整激光器的激光参数，以使所述激光器发出的激光光束按照所述第一方向入射至所述声光调制模块的第一预设位置处；

所述控制器根据所述第二预设位置调整所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的第二预设位置处。

可选的，在本申请的一个实施例中，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，包括：

控制器获取与所述声光调制模块相匹配的光束入射角度；

所述控制器根据所述光束入射角度调整激光器的激光参数，以使所述激光器输出的激光光束按照第一方向以所述光束入射角度入射所述声光调制模块。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述方法还包括：

控制器获取所述声光调制模块中驱动信号的变化频率，并基于所述驱动信号的频率，确定所述声光调制模块最终输出的调制光束的强度变化频率。

第二方面，本申请实施例还提供一种光束延时校正系统，所述系统包括声光调制模块、光束偏转模块，其中：

所述声光调制模块用于接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光；

所述光束偏转模块设置在所述衍射光的传输路径上，用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述光束偏转模块包括多个反射镜，所述衍射光经过多个反射镜的反射后，以所述第二方向入射至所述声光调制模块。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述系统还包括设置于激光器和所述声光调制模块之间的准直器，所述准直器用于对所述激光器输出的激光光束进行准直。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述声光调制模块为布拉格型声光调制模块，对应的，所述激光器用于将所述激光光束按照第一方向以布拉格角入射至所述布拉格型声光调制模块。

可选的，在本申请的一个实施例中，所述声光调制模块的驱动信号的传输方向与所述激光光束的传输方向互相垂直。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的声光调制器的模块结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的应用场景示意图；

图3为本申请一个实施例提供的光束延时校正方法的原理示意图；

图4为本申请实施例提供的一种光束延时校正方法的方法流程图；

图5为本申请一个实施例提供的声光调制模块调制光束的示意图；

图6为本申请一个实施例提供的第一方向的示意图；

图7为本申请一个实施例提供的激光光束与衍射光交错入射至声光调制模块的示意图；

图8为本申请一个实施例提供的输入电压与衍射效率的关系曲线示意图；

图9为本申请一个实施例提供的光束延时校正系统的系统架构图；

图10为本申请另一个实施例中提供的应用场景示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

在本申请实施例中，“/”可以表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；“和/或”可以用于描述关联对象存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。为了便于描述本申请实施例的技术方案，在本申请实施例中，可以采用“第一”、“第二”等字样对功能相同或相似的技术特征进行区分。该“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示例子、例证或说明，被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。

在本申请实施例中，对于一种技术特征，通过“第一”、“第二”、“第三”、“A”、“B”、“C”和“D”等区分该种技术特征中的技术特征，该“第一”、“第二”、“第三”、“A”、“B”、“C”和“D”描述的技术特征间无先后顺序或者大小顺序。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

现有技术中，可以利用声光调制器对激光光束的强度进行调制。图1示出了声光调制器的结构，如图1所示，所述声光调制器100可以包括电-声换能器101、声光介质103、吸声(或反射)装置105以及驱动源107。所述声光调制器100在进行工作时，由所述驱动源107发出的驱动信号首先作用在所述电-声换能器101上，所述电-声换能器101将驱动信号的电功率转换为声功率，然后在所述声光介质103中产生超声波，产生的超声波会和入射的光信号发生声光互作用，从而产生衍射现象，并且衍射光的强度会受到超声驱动功率的控制，即衍射效率会受到驱动源输出电功率的控制，因此产生的衍射光就能够用于传输信号的相关信息。

但在利用所述声光调制器100调制激光光束时会引入一定的噪声。具体来说，由于超声波的传播速度较慢，而入射所述声光介质103内的激光光束具有一定宽度，因此超声波穿过激光光束截面需要一定的渡越时间，进而导致光束的调制在径向存在延时差异。当给所述声光调制器100施加直流调制时，该延时差异对光束径向光强分布暂无影响。但当给所述声光调制器100施加交流调制时，光束径向的延时差异会导致该维度上产生光相位差异，引入径向分布的光相位噪声，在实际应用中会影响调制效果，降低系统性能。

基于上述技术需求，本申请实施例提供了一种光束延时校正方法，可以将激光光束经声光调制模块调制后的衍射光作为补偿光，反向入射至声光调制模块。其中，补偿光与原本的激光光束的入射至声光调制模块的方向互为相反方向。因此原本激光光束中先接触超声波的光束，在第二次反向入射至声光调制模块就会后接触超声波，这样光束径向的延时差异就会得到补偿，从而避免了声光调制器在调制过程中引入噪声，提高了调制效率。

为了能够更好地理解本申请实施例，下面对本申请实施例可应用的系统架构进行说明。

如图2所示，所述系统架构中包括偏振分束器1、声光调制器2、偏振转换器3、偏振片4、第一反射镜5、第二反射镜6。通过所述偏振分束器1的光束可以是激光器产生的激光光束。所述激光器可以包括但不限于气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器。以所述激光器为气体激光器为例，所述气体激光器例如可以包括但不限于He-Ne激光器、CO2激光器、Ar离子激光器等等。所述偏振分束器1设置于所述激光光束的传输路径上，可以对所述激光光束分成两束偏振态正交的偏振光，例如P光、S光。所述偏振分束器1的常用材料包括YVO₄，a-BBO，冰洲石等材料。所述声光调制器2设置于所述偏振光的传输路径上，用于对所述偏振光进行调制。可以理解的是，所述偏振光可以为P光，也可以为S光，在本申请的一个实施例，所述偏振光可以为P光。所述声光调制器2可以基于声光效应对所述偏振光进行调制，以输出多级衍射光。可以理解的是，所述声光调制器2并不改变光束的偏振状态，因此多级衍射光的偏振状态相同，均为P光。在本申请的一个实施例中，以所述衍射光包括0级衍射光和1级衍射光为例，所述0级衍射光与入射光束的传输方向相同，所述第二反射镜6可以设置于所述0级衍射光的传输路径上，以将所述0级衍射光反射至所述第一反射镜5。经所述第一反射镜5反射后的0级衍射光入射至所述偏振片4。所述偏振片4被设置为只能通过S光，因此所述0级反射光并不能通过所述偏振片4。所述1级衍射光可以入射至所述偏振转换器3。所述偏转转换器3可以改变光束的偏振态，例如所述偏振转换器3可以是半波片、法拉第旋光器等等。在本申请的一个实施例中，所述偏振转换器3被设置为将P光转换为S光，因此所述1级衍射光经所述偏振转换器3后转换为S光，顺利通过所述偏振片4，之后依次经过所述第一反射镜5以及所述第二反射镜6，重新入射至所述声光调制器2。可以理解的是，重新入射至声光调制器2的1级衍射光的入射方向与所述偏振光的入射方向成180°，即两束光的入射方向互为反方向。

为了能够更好地理解本申请实施例，下面对本申请实施例所基于的核心原理进行说明。

如上所述，入射至所述声光调制器2的光束有两束，一束为激光光束的偏振光，一束为1级衍射光。两束光的传输方向相反，且分别从声光调制器2的两端入射至所述声光调制器2。如图3所示，光束直径为D的偏振光束通过声光调制器2的孔径从声光介质中穿过。驱动器产生的射频信号输入至所述声光调制器2，经过电-声换能器作用产生超声波。所述超声波的传输方向为沿光束径向传输。超声波与偏振光的交汇区即为声光调制器2的作用区域。所述超声波在声光介质中具有传播速度，则可知所述超声波完全穿过偏振光束的横截面所需的时长可以为t＝D/v。所述v为所述超声波的传播速度，例如可以为4.2mm/μs。由此可知对于所述偏振光的光束横截面而言，靠近射频信号的光束会先与所述超声波进行作用，而远离射频信号的光束会后与所述超声波进行作用，这样会导致调制存在时间延迟，所述时间延迟最大可以为D/v。如图3所示，以超声波的传输方向为x轴，所述x轴正向为靠近所述声光调制器2的声波入射的方向。靠近射频信号的光束1的位置坐标可以为x1，则所述光束1与所述超声波作用的时间延迟可以为t11＝x1/v。远离射频信号的光束2的坐标可以为x2，则所述光束2与所述超声波作用的时间延迟可以为t21＝x2/v。

为了补偿所述声光调制器2调制时所产生的延时，如图3所示，可以将所述1级衍射光沿所述声光调制器2的另一端入射至所述声光调制器2，这样原先靠近射频信号的光束点如光束1会远离射频信号，而原先远离射频信号的光束如光束点2会靠近射频信号。这样所述超声波与所述1级衍射光作用时，所述光束1与所述超声波作用的时间延迟可以为t12＝(D-x1)/v，所述光束2与所述超声波作用的时间延迟可以为t22＝(D-x2)/v。由此可知，经过两次声光调制器后，所述光束1所产生的时间延迟可以为t1＝t11+t12＝x1/v+(D-x1)/v＝D/v，为一定值。所述光束2所产生的时间延迟可以为t2＝t21+t22＝x2/v+(D-x2)/v＝D/v，也为一定值。因此，1级衍射光的光束横截面上的时间延迟可以为固定值D/v，光束径向的调制时间之间的差异得到补偿。需要说明的是，所述声光调制器2最终输出的衍射光为所述1级衍射光的衍射光。

下面结合附图对本申请所述的光束延时校正方法进行详细的说明。虽然本申请提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。所述方法在实际中的光束延时校正过程中或者装置执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

下面结合附图4具体说明光束延时校正的方法，如图4所示，所述方法可以包括：

S401：声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光。

本申请实施例中，所述声光调制模块可以为声光调制器，所述声光调制器可以包括布拉格型声光调制器，也可以包括拉曼-奈斯型声光调制器。如下图5所示，所述声光调制模块可以对入射的激光光束进行调制，所述声光调制模块产生的超声波传入声光介质后，在声光介质内产生折射率的变化，入射的激光光束通过所述声光介质时发生声光互作用而改变其传输方向，产生多级衍射光。在本申请的一个实施例中，所述激光光束可以是上述激光器所产生的，所述激光器可以配置所述激光光束的激光参数，所述激光参数可以包括光束直径参数、输出功率、光束质量因子、传输方向等等。在本申请的一个实施例中，所述激光光束可以按照第一方向入射至所述声光调制模块中。所述第一方向可以为所述激光光束的传输方向。在本申请的一个实施例中，可以通过调节所述激光器以及所述声光调制模块的相对位置调节所述第一方向。例如，在一个示例中，如图6所示，若所述声光调制模块设置于所述激光器的右侧，所述第一方向可以为方向1，也可以为方向2。在本申请的另一个实施例中，也可以通过修改所述激光器的激光参数以调节所述第一方向。所述声光调制模块可以对所述激光光束进行调制，在调制的过程中，由于所述激光光束具有一定的宽度如D，因此所述声光调制模块的超声波在与所述激光光束作用时会存在一定的时间延迟，即输出的衍射光束在径向存在延时差异。

S403：光束偏转模块接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

本申请实施例中，所述光束偏转模块可以包括一个或多个改变光束传输方向的光学器件，例如可以包括反射镜、激光偏转器、透镜等等。所述反射镜可以包括全反镜、半透半反镜等，所述透镜可以包括凹透镜、凸透镜等等。所述光束偏转模块可以改变所述衍射光的传输方向，也可以改变所述衍射光的偏转角。在本申请的一个实施例中，所述光束偏转模块可以改变所述衍射光的传输方向，以使得所述衍射光可以按照第二方向入射至所述声光调制模块的另一端。在本申请的一个实施例中，所述第一方向与所述第二方向相反可以包括所述第一方向的方向向量与所述第二方向的方向向量的方向夹角大于90°。例如，在一个示例中，所述方向夹角可以是180°，按照上述所述的延时补偿原理，所述激光光束第一次入射至所述声光调制模块所产生的时延可以被全部补偿。当然，在本申请的其他实施例中，在所述方向夹角小于180°的情况下，所述激光光束第一次入射至所述声光调制模块所产生的时延可以被部分补偿，所述方向夹角越大，补偿效果越好。具体来说，所述补偿效果可以根据所述第一方向分解至光束径向上的第一分量以及所述第二方向分解至光束径向上的第二分量确定。在本申请的一个实施例中，所述激光光束与所述衍射光可以相对入射至所述声光调制模块的两端，也可以交错入射至所述声光调制模块的两端。在所述激光光束和所述衍射光相对入射至所述声光调制模块两端的情况下，按照上述所述的延时补偿原理，所述时间延迟可以为光束直径与所述超声波声速的比值。而在所述激光光束与所述衍射光交错入射至所述声光调制模块两端的情况下，在确定所述激光光束的入射点位置与所述衍射光的入射点位置的位置差异后，可以确定所述时间延迟为所述光束直径与所述位置差异的和值即t＝D/v与所述超声波声速的比值。例如，在一个示例中，如图7所示，所述位置可以差异可以为M，所述时间延迟t＝(D+M)/v。但无论是所述激光光束与所述衍射光相对入射至所述声光调制模块的两端，还是交错入射至所述声光调制模块的两端，只要是所述激光光束与所述衍射光束以相反的方向入射至所述声光调制模块，所述时间延迟均为固定值。即都可以实现补偿所述声光调制模块调制所产生的延时差异，以避免在调制时引入噪声，从而提高调制效率。

本申请各个实施例提供的一种光束延时校正方法，可以将激光光束经声光调制模块调制后的衍射光作为补偿光，反向入射至声光调制模块。其中，补偿光的入射方向与原本激光光束的入射方向互为相反方向，因此原本激光光束中先接触超声波的光束，在第二次反向入射至声光调制模块就会后接触超声波，这样光束径向的延时差异就会得到补偿，从而避免了声光调制模块在调制过程中引入噪声，提高了调制效率。

在本申请的一个实施例中，可以通过控制器的调制设定所述衍射光入射至所述声光调制模块的位置。具体来说，在所述光束偏转模块用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块之前，所述方法还可以包括：

S501：控制器获取所述激光光束入射点的位置，并确定与所述入射点的入射位置相对应的参考位置；所述入射位置位于所述声光调制模块的一端，所述参考位置位于所述声光调制模块的另一端；

S503：所述控制器根据所述参考位置改变所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的参考位置处。

本申请实施例中，所述控制器可以是具备数据传输和数据处理的处理设备，所述处理设备可以是物理设备或物理设备集群，例如终端、服务器、或服务器集群。在本申请的一个实施例中，所述控制器可以通过对采集模块采集得到的激光光束入射所述声光调制的图像进行图像处理，以获取所述激光光束入射点的位置。所述采集模块例如可以是电荷耦合(Charge-coupledDevice，CCD)感光元件、互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)感光元件等等。在确定所述激光光束入射点的位置后，由于需要控制所述衍射光以与所述入射光束相反的传输方向入射至所述声光调制模块，因此所述衍射光的入射位置应该位于所述声光调制模块的另一端。在此基础上，在确定所述入射点的入射位置后，可以在所述声光调制模块的另一端确定所述衍射光入射的参考位置以及位置信息，所述位置信息可以是位置坐标，例如可以是二维位置坐标。在本申请的一个实施例中，在确定所述参考位置后，所述控制器可以根据所述参考位置的位置信息配置所述光束偏转模块的传输参数，所述传输参数可以是所述光束偏转模块中各个光学器件的位置参数、偏转角度等等。所述偏转角度可以是所述光学器件的中心与激光光束光轴或衍射光束光轴的夹角。在本申请的一个实施例中，可以将所述各个光学器件设置于旋转位移装置上，所述旋转位移装置可以与步进电机连接。可以理解的是，每个所述光学器件可以设置于不同的旋转位移装置上，也可以多个光学器件组合设置于同意旋转位移装置上。在此基础上，所述传输参数还可以包括所述步进电机的位移参数、旋转角度、旋转方向等等。在本申请的一个实施例中，所述控制器可以根据所述参考位置改变所述步进电机的旋转角度以及位移参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光可以按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的参考位置处。

通过上述实施例，所述控制器可以根据激光光束的入射点位置快速准确地确定衍射光的入射位置，从而可以使得所述衍射光能够按照准确的入射位置入射至所述声光调制模块，从而可以提高补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生延迟的准确性。

当然，在本申请其他实施例中，所述控制器不仅可以通过控制所述光束偏转模块以设定衍射光束的入射位置，还可以通过控制所述激光器以设定所述激光光束的入射位置。具体来说，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，所述方法还包括：

S601：控制器获取第一预设位置以及第二预设位置，所述第一预设位置与所述第二预设位置相对设置于所述声光调制模块的两端；

S603：所述控制器根据所述第一预设位置改变激光器的激光参数，以使所述激光器发出的激光光束按照所述第一方向入射至所述声光调制模块的第一预设位置处；

S605：所述控制器根据所述第二预设位置调整所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的第二预设位置处。

本申请实施例中，在所述激光器出射激光光束之前，所述控制器可以提前获取第一预设位置以及第二预设位置。其中，所述第一预设位置为设定的所述激光光束入射至所述声光调制模块的入射位置，所述第二预设位置可以为设定的所述衍射光重新入射至所述声光调制模块的入射位置。在本申请的一个实施例中，所述第一预设位置和所述第二预设位置可以用户根据实际的应用需求设置于所述声光调制模块的两端，例如所述第一预设位置可以为(2，3)，所述第二预设位置为(5，3)。在确定所述第一预设位置后，所述控制器可以根据所述第一预设位置以及对应的位置坐标调整所述激光器的激光参数，以使所述激光器发出的激光光束按照所述第一方向入射至所述声光调制模块的第一预设位置处。其中，所述激光参数可以包括传输方向、偏转角度、光束直径等。在本申请的另一个实施例中，所述控制器还可以根据所述第二预设位置调整所述光束偏转模块的传输参数，具体的调整过程可以参考上述实施例所述的调整方法，本申请在此不再赘述。

通过上述实施例，可以通过控制器调整所述激光参数以及所述传输参数的方式，使得所述激光光束以及所述衍射光可以按照准确的位置相对入射至所述声光调制模块的两端，提高了光束延时校正的准确性以及稳定性。

在实际的应用中，声光调制模块输出的衍射光可以包括多级衍射光，为了提高衍射光的强度，在本申请的一个实施例中，所述控制器还可以调制所述激光器的激光参数以使所述激光光束以某入射角度入射后输出的衍射光只存在0级光以及1级衍射光，或只存在0级光以及－1级衍射光，从而提高衍射光的强度。具体来说，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，包括：

S701：控制器获取与所述声光调制模块相匹配的光束入射角度；

S703：所述控制器根据所述光束入射角度调整激光器的激光参数，以使所述激光器输出的激光光束按照第一方向以所述光束入射角度入射所述声光调制模块。

本申请实施例中，基于声光调制模块的调制特性，在所述激光光波的入射角满足一定条件时，各级衍射光可以在所述声光介质内相互干涉，高级次衍射光互相抵消后只存在0级和+1级(或-1级)衍射光，从而提高声光调制模块的衍射效率。这种现象可以称之为布拉格(Bragg)衍射。在此基础上，所述控制器可以获取所述声光调制模块的类型，并以此确定与所述类型相匹配的光束入射角。例如，在所述声光调制模块为布拉格声光调制模块的情况下，所述光束入射角可以为布拉格角。在本申请的一个实施例中，在确定所述光束入射角度后，所述控制器可以根据所述光束入射角调整所述激光器的激光参数，以使所述激光器输出的激光光束按照第一方向以所述光束入射角度入射所述声光调制模块。例如，可以调整所述激光器的偏转角度，使得所述激光器的出射方向相对于所述声光调制模块的径向方向的夹角为布拉格角。

上述实施例，通过调整激光器的激光参数可以使得所述激光光束以满足要求的角度入射至所述声光调制模块，以使得所述声光调制模块的衍射效率最大，衍射光强度最高。

在实际的应用中，所述声光调制模块的衍射效率与所述超声波的功率相关，即与所述声光调制模块驱动器输出的射频信号功率相关。在此基础上，可以通过改变所述声光调制模块驱动器的驱动信号如输入电压，即可改变其输出射频信号的功率，进而改变声光调制模块的衍射效率。例如，在一示例中，所述声光调制模块的衍射效率与所述驱动器的输入电压之间的关系如图8所示，所述输入电压与所述衍射效率为正相关关系，即随着所述输入电压的增大，所述衍射效率也随之增大。基于此，在本申请的一个实施例中，可以基于驱动信号的变化，确定所述声光调制模块最终输出的调制信号的变化。具体来说，在本申请的一个实施例中，所述方法还可以包括：

S801：控制器获取所述声光调制模块中驱动信号的变化频率，并基于所述驱动信号的频率，确定所述声光调制模块最终输出的调制光束的强度变化频率。

本申请实施例中，所述驱动信号可以是施加给所述声光调制模块的驱动器的驱动信号，例如可以是电压信号、电流信号等等。在本申请的一个实施例中，所述驱动信号的变化频率可以是正弦变化、余弦变化等等。例如，在一个示例中，在所述驱动信号是频率为f的正弦电压信号时，所述声光调制模块的衍射效率也是频率为f的正弦函数。而且，由于所述声光调制模块的1级衍射光的光强为输入光束的光强与衍射效率的乘积，因此所述声光调制模块的1级衍射光也是频率为f的正弦信号。在本申请的一个实施例中，所述控制器在获取所述驱动信号的变化频率后，可以基于所述变化频率，确定所述声光调制模块最终输出的调制光束的强度变化频率。在本申请的一个实施例中，由于所述激光光束需两次经过声光调制模块，也即输入光需发生两次衍射后再输出。由于光速远远快于声速，光束两次经过声光调制模块的时间差可忽略不计，可认为两次经过声光调制模块时的驱动信号完全同步，因此对驱动器施加频率为f/2的正弦电压，系统输出光强的变化可以是频率为f的正弦型信号。

另一方面，如图9所示，本申请实施例还提供了一种光束延时校正系统，所述系统900包括声光调制模块901、光束偏转模块903，其中：

所述声光调制模块901用于对所述激光光束进行调制，并输出衍射光；

所述光束偏转模块903设置在所述衍射光的传输路径上，用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

本申请实施例中，所述声光调制模块901可以基于声光效应对所述激光光束进行调制，以输出衍射光。所述激光光束可以由激光器产生，所述激光器可以包括多种类型。例如，按照工作物质区分，所述激光器可以包括但不限于气体激光器、固体激光器、半导体激光器、光纤激光器和染料激光器。以所述激光器为气体激光器为例，所述气体激光器例如可以包括但不限于He-Ne激光器、CO2激光器、Ar离子激光器等等。在本申请的一个实施例中，为了使得激光光束在传播过程中光束尺寸不发生变化，可以对所述激光光束进行准直处理。具体来说，所述系统还包括设置于激光器和所述声光调制模块901之间的准直器，所述准直器用于对所述激光器输出的激光光束进行准直。所述准直器可以将所述激光器输出的发散光束转换为平行光束。所述准直器可以设置在所述激光光束传输的光轴上。在本申请的一个实施例中，所述准直器的焦距和通光口径可以根据实际应用场景设置。

本申请实施例中，所述声光调制模块901可以分为多种类型，以所述声光调制模块901为布拉格型声光调制模块为例，为了提高所述布拉格型声光调制模块的衍射效率，可以调整所述布拉格型声光调制模块与所述激光器的相对位置，以使所述激光光束的光轴与所述布拉格型声光调制模块纵向的夹角为布拉格角。这样所述激光光束可以按照第一方向以布拉格角入射至所述布拉格型声光调制模块。在此基础上，所述布拉格型声光调制模块所输出的衍射光可以只包含0级衍射光以及1级衍射光(-1级衍射光)。

本申请实施例中，所述光束偏转模块903可以接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转。所述光束偏转模块903可以包括多个反射镜，所述衍射光经过多个反射镜的反射后，以所述第二方向入射至所述声光调制模块901。下面以两个具体的示例说明所述光束偏转模块903的具体构成以及工作方式。

在示例1中，如图2所示，所述光束偏转模块903可以包括偏振转换器3、偏振片4、第一反射镜5以及第二反射镜6。所述声光调制器2输出的1级衍射光经过所述偏振转换器3改变偏振方向后，入射偏振片4。在这个过程中，可以调整所述偏振片4透光轴的角度，使得输出光最强。之后所述1级衍射光可以依次通过第一反射镜5以及第二反射镜6，以与所述激光光束相反的方向重新入射至所述声光调制器2。

在示例2中，如图10所述，所述光束偏转模块903可以包括偏振分束器13、半波片14、第一反射镜15、第二反射镜16、第三反射镜17。在本申请的一个实施例中，声光调制器11产生的0级衍射光可以入射至光垃圾桶12后并回收。1级衍射光可以依次入射至所述偏振分束器13及所述半波片14，之后可以调整所述半波片14的光轴角度，使所述半波片14的出射光的偏振态与入射时旋转90度。最后，所述1级衍射光依次经过三个反射镜，合理调整反射镜的角度，可以使光束再次经过所述偏振分束器13后反向入射至所述声光调制器11并发生衍射。

需要说明的是，所述光束偏转模块903不限于上述举例，任何能够实现光束偏转重新入射至声光调制模块901的另一端的模块都属于本申请实施例的保护范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光束延时校正方法，其特征在于，所述方法包括：

声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光；

光束偏转模块接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述光束偏转模块用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块之前，所述方法还包括：

控制器获取所述激光光束入射点的位置，并确定与所述入射点的入射位置相对应的参考位置；所述入射位置位于所述声光调制模块的一端，所述参考位置位于所述声光调制模块的另一端；

所述控制器根据所述参考位置调整所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的参考位置处。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，所述方法还包括：

控制器获取第一预设位置以及第二预设位置，所述第一预设位置与所述第二预设位置相对设置于所述声光调制模块的两端；

所述控制器根据所述第一预设位置调整激光器的激光参数，以使所述激光器发出的激光光束按照所述第一方向入射至所述声光调制模块的第一预设位置处；

所述控制器根据所述第二预设位置调整所述光束偏转模块的传输参数，以使所述光束偏转模块接收的衍射光按照所述第二方向入射至所述声光调制模块的第二预设位置处。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述声光调制模块接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光之前，包括：

控制器获取与所述声光调制模块相匹配的光束入射角度；

所述控制器根据所述光束入射角度调整激光器的激光参数，以使所述激光器输出的激光光束按照第一方向以所述光束入射角度入射所述声光调制模块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制器获取所述声光调制模块中驱动信号的变化频率，并基于所述驱动信号的频率，确定所述声光调制模块最终输出的调制光束的强度变化频率。

6.一种光束延时校正系统，其特征在于，所述系统包括声光调制模块、光束偏转模块，其中：

所述声光调制模块用于接收按照第一方向入射的激光光束，并输出衍射光；

所述光束偏转模块设置在所述衍射光的传输路径上，用于接收所述衍射光，并对所述衍射光的传输方向进行偏转，以使所述衍射光按照第二方向入射至所述声光调制模块，以补偿所述声光调制模块调制所述激光光束产生的延时；所述第二方向与所述第一方向相反。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光束偏转模块包括多个反射镜，所述衍射光经过多个反射镜的反射后，以所述第二方向入射至所述声光调制模块。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置于激光器和所述声光调制模块之间的准直器，所述准直器用于对所述激光器输出的激光光束进行准直。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述声光调制模块为布拉格型声光调制模块，对应的，所述激光器用于将所述激光光束按照第一方向以布拉格角入射至所述布拉格型声光调制模块。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述声光调制模块的驱动信号的传输方向与所述激光光束的传输方向互相垂直。

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