CN117526075A - 一种固体激光器及其锁模自优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种固体激光器及其锁模自优化方法。锁模自优化方法包括：控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。若存在，则将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上；否则，确定频率最接近的第一重复频率，将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上。判断当前重复频率是否满足期望重复频率；若不满足，则控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值；否则，微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例，以实现提高脉冲重复频率的稳定性，保证长时间稳定锁模，减少因失锁带来的经济损失，并减少人员维护次数。
Description
技术领域
本发明涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种固体激光器及其锁模自优化方法。
背景技术
固体超快激光具有脉宽小、峰值能量高等独特的特点，在超精细加工、激光检测计量等领域都有着广泛的应用前景。随着科技的发展，超快光学成像技术在半导体制造中的应用越来越成熟。超快光学成像技术可以实现对半导体材料及器件的高速成像，不仅提高了工作效率，而且减少了材料浪费率，为半导体工业带来了一定程度的经济利益。
固体超快激光器的超短脉冲可以通过半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模器件来实现的，当激光器工作在稳定锁模状态时，脉冲的重复频率稳定，且单脉冲能量一致。晶圆检测设备利用超快激光脉冲的特性，得到晶圆表面的相位对比图像，进而实现对晶圆表面的高清成像。
超快激光器在使用过程中对脉冲稳定性有很高的要求。一旦脉冲不稳定，会带来扫描检测计数结果的错乱，降低检测准确性。此外，脉冲不稳定一般都伴随着单脉冲能量的剧烈波动，由于脉宽极小(皮秒级别)，这会导致部分脉冲的峰值功率很高，给激光器内部元器件带来不可逆的损伤。更甚者，强脉冲会打坏晶圆检测设备的光路和晶圆，由此带来的经济损失更是巨大。因此，脉冲稳定性是超快激光器的一个重要的指标，也是超快激光器在装调过程中格外需要注意的地方。因此，如何保证激光器长时间稳定锁模，减少因失锁带来的经济损失，是急需解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种固体激光器及其锁模自优化方法，该锁模自由化方法能够在固体激光器运行过程中提高脉冲重复频率的稳定性，保证长时间稳定锁模，减少因失锁带来的经济损失，并减少人员维护次数。
根据本发明的一方面，提供了一种固体激光器的锁模自优化方法，所述固体激光器利用半导体可饱和吸收镜锁模产生脉冲激光，所述锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足所述期望重复频率的预存重复频率；
S2、若存在，则所述控制系统将所述半导体可饱和吸收镜移动到与所述预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与所述预存重复频率对应的输出功率；否则，所述控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将所述半导体可饱和吸收镜移动到所述第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与所述第一重复频率对应的功率值；
S3、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S4、若不满足，则所述控制系统调整所述半导体可饱和吸收镜的角度，使所述固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值；否则，直接进入S5；
S5、所述控制系统微调所述固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
可选的，在所述控制系统调整所述半导体可饱和吸收镜的角度，使所述激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值之后，还包括：
S6、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S7、若不满足，则按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流；否则，直接进入S5。
可选的，在按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流的过程中，还包括：
S8、增加泵浦电流期间，所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S9、若不满足，则前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置；否则，直接进入S5。
可选的，在前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置的过程中，还包括：
S10、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S11、若不满足，则变换所述半导体可饱和吸收镜在光路中的工作点位，重新执行S3；否则，直接进入S5。
可选的，所述控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，包括：
所述控制系统获取所述固体激光器可输出的重复频率范围；
在所述重复频率范围内，确定与所述期望重复频率之间差值最小的重复频率为所述第一重复频率。
可选的，所述控制系统微调所述固体激光器的参数，包括：
所述控制系统调节泵浦电流、泵浦准直聚焦输出装置位置、半导体可饱和吸收镜位置、半导体可饱和吸收镜角度以及半导体可饱和吸收镜温度的一种或多种。
可选的，所述第一阈值不小于90％。
根据本发明的另一方面，提供了一种固体激光器，包括泵浦源、激光晶体、泵浦准直聚焦输出装置、半导体可饱和吸收镜、输出镜以及控制系统，所述控制系统用于执行上述的锁模自优化方法。
可选的，还包括功率探测器和光脉冲计数器。
可选的，所述输出镜的输出端镀有增透膜，面对谐振腔的一端镀有部分透射膜。
本发明实施例提供的固体激光器的锁模自优化方法，先通过控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率；若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值；然后控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率；若不满足，则控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值；否则，控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例的技术方案，通过控制系统可实现固体激光器各元器件参数的监测，实现激光器参数的高精度控制调节，保证各元器件在最有效的状态下工作，并实现激光脉冲重复频率的自动优化调节。用户可自设定工作频率，控制系统通过控制各个元器件的工作条件，保证工作频率稳定。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的附图。
图1为本发明实施例提供的第一种固体激光器的锁模自优化方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的第二种固体激光器的锁模自优化方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的第三种固体激光器的锁模自优化方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的第四种固体激光器的锁模自优化方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种固体激光器的结构框图。
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。
实施例一
图1为本发明实施例提供的第一种固体激光器的锁模自优化方法的流程图，参考图1，固体激光器利用半导体可饱和吸收镜锁模产生脉冲激光，该锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。
其中，期望重复频率为用户自设定的重复频率，预存重复频率为固体激光器工作中产生的重复频率。控制系统根据用户设定的重复频率，判断固体激光器工作中产生的重复频率是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。
S2、若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值。半导体可饱和吸收镜位置和激光器的输出功率与预存重复频率有直接关系，后面给出了三者关系的推导过程。
其中，半导体可饱和吸收镜为固体激光器锁模实现超短脉冲输出的装置，第一重复频率为固体激光器工作中与期望重复频率最接近的重复频率。
示例性地，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，包括：控制系统获取固体激光器可输出的重复频率范围；在重复频率范围内，确定与期望重复频率之间差值最小的重复频率为第一重复频率。其中，固体激光器的输出重复频率与固体激光器的整体腔长具有反比关系，
f＝c/2L，
f为固体激光器的输出重复频率，c为光速，L为固体激光器的整体腔长，由于固体激光器内部体积限制与腔型设计，腔长具有一定范围，因此固体激光器可输出的重复频率具有一定范围。调整半导体可饱和吸收镜的位置，可以改变腔长，实现重复频率调整。
示例性地，控制系统判断存在满足期望重复频率的预存重复频率时，系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，输出对应的激光输出功率，满足用户设定的重复频率的同时维持稳定锁模；控制系统判断不存在满足期望重复频率的预存重复频率时，将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率最接近的第一重复频率对应的位置上，输出对应的激光输出功率，在最接近用户设定的重复频率下维持稳定锁模。
S3、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
其中，期望重复频率为预存重复频率或与期望重复频率最接近的第一重复频率。对重复频率进行修正后判断当前的重复频率是否满足期望重复频率，再次对重复频率进行判断修正，保证各元器件在最有效的状态下工作。
若当前重复频率不满足期望重复频率，则执行S4；若当前重复频率满足期望重复频率，则执行S5。
S4、控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值。
其中，第一阈值为满足稳定锁模条件的最小输出光斑圆度。示例性地，第一阈值不小于90％。输出光斑圆度大于第一阈值时，输出光斑为基模，圆度较好，满足固体激光器稳定锁模的条件。其他参数不变情况下，激光输出功率最高时代表激光器工作在最优状态。具体实施时，可以设置光电成像设备(例如光电耦合器件CCD)获取输出光斑的图像，根据图像判断输出光斑的圆度。
S5、控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
其中，固体激光器的参数包括控制系统调节泵浦电流、泵浦准直聚焦输出装置位置、半导体可饱和吸收镜位置、半导体可饱和吸收镜角度以及半导体可饱和吸收镜温度的一种或多种。
本发明实施例提供的一种固体激光器的锁模自优化方法，先通过控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率；若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值；然后控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率；若不满足，则控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值；否则，控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例的技术方案，通过控制系统可实现固体激光器各元器件参数的监测，实现激光器参数的高精度控制调节，保证各元器件在最有效的状态下工作，并实现激光脉冲重复频率的自动优化调节。用户可自设定工作频率，控制系统通过控制各个元器件的工作条件，保证工作频率稳定。
实施例二
在上述实施例的基础上，图2为本发明实施例提供的第二种固体激光器的锁模自优化方法的流程图，参考图2，本发明实施例提供的锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。
S2、若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值。
S3、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
若否，S4、控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值。
若是，S5、控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
S6、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
其中，当前重复频率为预存重复频率或调整半导体可饱和吸收镜的角度后对应的重复频率。对重复频率进行修正后判断当前的重复频率是否满足期望重复频率，再次对重复频率进行判断修正，保证各元器件在最有效的状态下工作。
若当前重复频率不满足期望重复频率，则执行S7；若当前重复频率满足期望重复频率，则执行S5。
S7、按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流。
其中，预设幅度步进为根据需求预先设置的泵浦电流的幅度步进，在当前重复频率不满足期望重复频率时，按预设幅度步进增加泵浦电流，实现激光器的稳定锁模。
示例性地，固体激光器实现稳定锁模需要满足阈值条件，
其中，Ep为腔内单脉冲能量，Ep,c是腔内临界单脉冲能量，Esat,L和Fsat,L为激光晶体上的饱和能量和饱和能流密度，Esat,A和Fsat,A为半导体可饱和吸收镜上的饱和能量和饱和能流密度，Aeff,L是激光晶体上的有效光斑面积，Aeff,A是半导体可饱和吸收镜上的有效光斑面积(当谐振腔结构确定时，可确定谐振腔内高斯腔模分布，从而计算得到Aeff,L和Aeff,A)，ΔR为半导体可饱和吸收镜的调制深度，hν为单光子能量，m为脉冲在腔内往返一次时通过增益介质的次数，σL为晶体发射截面。示例性地，驻波腔m为2时，通常设计腔内单脉冲能量Ep为腔内临界能量Ep,c的3～5倍。所以根据激光器最大输出功率即可判断激光器是否满足稳定锁模阈值条件。
本发明实施例提供的固体激光器的锁模自优化方法，在上述实施例的基础上，控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率，当前重复频率不满足期望重复频率时，按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流。当前重复频率满足期望重复频率时，控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例在调整半导体可饱和吸收镜的角度后，在当前重复频率不满足期望重复频率时，进一步按预设幅度步进增加泵浦电流，实现激光器参数的高精度控制调节，保证各元器件在最有效的状态下工作，实现激光脉冲重复频率的自动优化调节。
实施例三
在上述实施例的基础上，图3为本发明实施例提供的第三种固体激光器的锁模自优化方法的流程图，参考图3，本发明实施例提供的锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。
S2、若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值。
S3、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
S4、控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值。
S5、控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
S6、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
S7、按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流。
S8、增加泵浦电流期间，控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
其中，当前重复频率为预存重复频率或按预设幅度步进增加泵浦电流后对应的重复频率。对重复频率进行修正后判断当前的重复频率是否满足期望重复频率，再次对重复频率进行判断修正，保证各元器件在最有效的状态下工作。
若当前重复频率不满足期望重复频率，则执行S9；若当前重复频率满足期望重复频率，则执行S5。
S9、前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置。
其中，在当前重复频率不满足期望重复频率时，前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置，实现激光器的稳定锁模。
本发明实施例提供的固体激光器的锁模自优化方法，在上述实施例的基础上，控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率，当前重复频率不满足期望重复频率时，前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置。当前重复频率满足期望重复频率时，控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例在按预设幅度步进增加泵浦电流后，在当前重复频率不满足期望重复频率时，进一步前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置，实现激光器参数的高精度控制调节，保证各元器件在最有效的状态下工作，实现激光脉冲重复频率的自动优化调节。
实施例四
在上述实施例的基础上，图4为本发明实施例提供的第四种固体激光器的锁模自优化方法的流程图，参考图4，本发明实施例提供的锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足期望重复频率的预存重复频率。
S2、若存在，则控制系统将半导体可饱和吸收镜移动到与预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与预存重复频率对应的输出功率；否则，控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将半导体可饱和吸收镜移动到第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与第一重复频率对应的功率值。
S3、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
S4、控制系统调整半导体可饱和吸收镜的角度，使固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值。
S5、控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
S6、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
S7、按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流。
S8、增加泵浦电流期间，控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
S9、前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置。
S10、控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率。
其中，当前重复频率为预存重复频率或前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置后对应的重复频率。对重复频率进行修正后判断当前的重复频率是否满足期望重复频率，再次对重复频率进行判断修正，保证各元器件在最有效的状态下工作。
若当前重复频率不满足期望重复频率，则执行S11；若当前重复频率满足期望重复频率，则执行S5。
S11、变换半导体可饱和吸收镜在光路中的工作点位，重新执行S3。
其中，在当前重复频率不满足期望重复频率时，对半导体可饱和吸收镜的工作点位进行调整修正，重新执行S3，再次对固体激光器的各元器件进行调节，实现固体激光器长时间稳定锁模。
本发明实施例提供的固体激光器的锁模自优化方法，在上述实施例的基础上，控制系统判断当前重复频率是否满足期望重复频率，当前重复频率不满足期望重复频率时，变换半导体可饱和吸收镜在光路中的工作点位。当前重复频率满足期望重复频率时，控制系统微调固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。本发明实施例在前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置后，在当前重复频率不满足期望重复频率时，进一步变换半导体可饱和吸收镜在光路中的工作点位，实现激光器参数的高精度控制调节，保证各元器件在最有效的状态下工作，实现激光脉冲重复频率的自动优化调节。
实施例五
图5为本发明实施例提供的一种固体激光器的结构框图，参考图5，固体激光器包括泵浦源10、激光晶体20、泵浦准直聚焦输出装置30、半导体可饱和吸收镜40、输出镜50以及控制系统60。
示例性地，泵浦源10可以为泵浦激光器，对激光工作物质进行激励，将激活粒子从基态抽运到高能级，以实现粒子数反转，用以产生高功率，高稳定性的泵浦激光。激光晶体20可吸收泵浦源10产生的泵浦激光，并通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光。泵浦准直聚焦输出装置30用于将泵浦激光准直聚焦输出。半导体可饱和吸收镜40由反射层与半导体可饱和吸收体组成，反射层由多层膜结构组成，反射层的高反射率保证激光可以被反射回来，形成光学腔，可以锁定激光器的频率。输出镜50用于将激光输出。
本发明实施例提供的固体激光器，可执行本发明任意实施例所提供的锁模自优化方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，相同之处可参照上文描述。
示例性地，固体激光器还包括功率探测器70和光脉冲计数器80。功率探测器70用于检测激光输出功率。光脉冲计数器80用于测量脉冲重复频率。
示例性地，输出镜50面对光学谐振腔的一端镀有部分透射膜，输出端镀有增透膜。增透膜增加输出镜的透光性能，部分透射膜控制在腔内进行谐振的基频光与输出腔外的激光的比例，进而影响激光器的效率与饱和状态。示例性地，部分透射模透射率为T，
T＝Pout/Pin，
其中，Pout为腔外输出功率，Pin为腔内平均功率。腔内平均功率Pin为腔内单脉冲能量与期望重复频率f的乘积，Pin＝Ep×f。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，所述固体激光器利用半导体可饱和吸收镜锁模产生脉冲激光，所述锁模自优化方法包括：
S1、控制系统根据期望重复频率判断是否存在满足所述期望重复频率的预存重复频率；
S2、若存在，则所述控制系统将所述半导体可饱和吸收镜移动到与所述预存重复频率对应的位置上，并加载泵浦电流使激光输出功率达到与所述预存重复频率对应的输出功率；否则，所述控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，并将所述半导体可饱和吸收镜移动到所述第一重复频率对应的位置上，加载泵浦电流使激光输出功率达到与所述第一重复频率对应的功率值；
S3、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S4、若不满足，则所述控制系统调整所述半导体可饱和吸收镜的角度，使所述固体激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值；否则，直接进入S5；
S5、所述控制系统微调所述固体激光器的参数，使重复频率单一稳定。
2.根据权利要求1所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，在所述控制系统调整所述半导体可饱和吸收镜的角度，使所述激光器的平均功率最高，且输出光斑的圆度大于第一阈值之后，还包括：
S6、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S7、若不满足，则按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流；否则，直接进入S5。
3.根据权利要求2所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，在按预设幅度步进增加泵浦电流，直至最大允许的泵浦电流的过程中，还包括：
S8、增加泵浦电流期间，所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S9、若不满足，则前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置；否则，直接进入S5。
4.根据权利要求3所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，在前后调整泵浦准直聚焦输出装置的位置的过程中，还包括：
S10、所述控制系统判断当前重复频率是否满足所述期望重复频率；
S11、若不满足，则变换所述半导体可饱和吸收镜在光路中的工作点位，重新执行S3；否则，直接进入S5。
5.根据权利要求1所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，所述控制系统确定与期望重复频率最接近的第一重复频率，包括：
所述控制系统获取所述固体激光器可输出的重复频率范围；
在所述重复频率范围内，确定与所述期望重复频率之间差值最小的重复频率为所述第一重复频率。
6.根据权利要求1所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，所述控制系统微调所述固体激光器的参数，包括：
所述控制系统调节泵浦电流、泵浦准直聚焦输出装置位置、半导体可饱和吸收镜位置、半导体可饱和吸收镜角度以及半导体可饱和吸收镜温度的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的固体激光器的锁模自优化方法，其特征在于，所述第一阈值不小于90％。
8.一种固体激光器，其特征在于，包括泵浦源、激光晶体、泵浦准直聚焦输出装置、半导体可饱和吸收镜、输出镜以及控制系统，所述控制系统用于执行权利要求1～7任一所述的锁模自优化方法。
9.根据权利要求8所述的固体激光器，其特征在于，还包括功率探测器和光脉冲计数器。
10.根据权利要求8所述的固体激光器，其特征在于，所述输出镜的输出端镀有增透膜，面对谐振腔的一端镀有部分透射膜。
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