CN1279378C - 不同波长激光光束同轴耦合的调整方法 - Google Patents

不同波长激光光束同轴耦合的调整方法 Download PDF

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Abstract

一种不同波长激光光束同轴耦合的调整方法，包括下列步骤：在第一激光器的光束前进的主光路上依次设有扩束器、第一透镜、第二透镜和离轴抛物面反射镜，第一透镜和第二透镜形成共焦系统，在所述的离轴抛物面反射镜的反射光路的焦点位置设有CCD相机；开启第一激光器和CCD相机，记录第一激光光束在CCD相机上的焦点位置；关闭第一激光器和CCD相机，移入精密移动平台到主光路，开启第二激光器，沿光路前后移动精密移动平台，使所述第二激光器的光纤输出端位于第二透镜的第二激光光束的焦面上；开启CCD相机，在CCD相机上得到第二激光光束的位置，调整精密移动平台的位置，使第二激光光束在CCD相机上的焦点与第一激光光束在CCD相机上焦点的位置重合。

Description

不同波长激光光束同轴耦合的调整方法
技术领域
本发明涉及激光器，特别是一种不同波长激光光束同轴耦合的调整方法，该方法在大型红外高功率固体激光器与紫外光纤激光器的同轴耦合调整中，可以实现消色差的高精度同轴调整。
背景技术
国内外目前用于惯性约束核聚变的高功率激光装置，例如我国的神光∏装置，美国的NIF装置，都要遇到高功率的主激光器(红外波长1053nm)与紫外激光器(紫外波长351nm)的同轴调整问题，主要是由于这种装置的靶场打靶的波长需要紫外波长。现有的光路调整方法如图1所示，紫外激光器8是给靶场提供模拟光源，以便在主激光器打靶前完成靶场的靶丸的定位瞄准等。目前，不同激光器同轴耦合的调整原理都是共用相同的远场探测系统，1053nm的主激光器1的光束经过扩束器2扩束，然后进入空间滤波器9的第一透镜3和第二透镜5，然后通过组合透镜6聚焦到CCD相机7上，通常的调整步骤如下：移入插入式精密移动平台4到主光路上第二透镜5的紫外波长(351nm)焦点上，调整插入式精密移动平台4上光纤光源81的上下左右的位置，使插入式精密移动平台4上光纤光源81和主激光器光束在CCD相机上的焦点位置重合，即远场位置重合，这样使得光纤激光器8的输出光路和主激光器1发出的主激光光路重合。这种远场探测系统目前主要采用消色差的组合透镜6。
目前这种调整方法的主要问题是：
由于组合透镜6消色差能力不强，对于两个波长相差不大的激光器勉强可以使用，而对于波长差别很大的激光器，如红外激光器和紫外激光器，就会有很大误差，严重影响激光器的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有的技术问题，提供一种不同波长激光光束同轴耦合的调整方法，以解决红外高功率固体激光器1与紫外光纤激光器8同轴耦合的调整问题。
本发明的技术解决方案如下：
一种不同波长激光光束同轴耦合的调整方法，其特征在于包括下列步骤：
①准备工作，在第一激光器的光束前进的主光路上依次设有扩束器、第一透镜、第二透镜和离轴抛物面反射镜，所述的第一透镜和第二透镜形成共焦系统，在所述的离轴抛物面反射镜的反射光路的焦点位置设有一CCD相机，第二激光器的光纤输出端固定在一插入式精密移动平台上，所述的第二激光器的光纤输出端的高度与第一激光器的光束高度相同；
②移出该插入式精密移动平台，使第二激光器的光纤输出端移出光路，开启第一激光器和CCD相机，记录第一激光器输出光束在CCD相机上的焦点位置；
③关闭第一激光器和CCD相机，移入所述的插入式精密移动平台到主光路，开启第二激光器，沿光路前后移动所述的插入式精密移动平台，使所述第二激光器的光纤输出端位于所述的第二透镜的第二激光器输出波长的焦面上；
④开启CCD相机，在CCD相机上得到第二激光器输出光束位置，调整所述的插入式精密移动平台的上下左右位置，使第二激光器输出光束在CCD相机上的焦点与第一激光器的输出光束在CCD相机上焦点的位置重合；
⑤从主光路移出所述精密移动平台，即调整完毕。
本发明的技术效果如下：
该发明可以方便地实现两个不同波长激光振荡器的调整，特别对于两个波长相差很大的激光器也是完全可行。
附图说明
图1是现有方法对1053nm固体第一激光器和351nm光纤紫外第二激光器的同轴调整系统。
图2是本发明方法的同轴调整系统示意图。
图中：1-第一激光器为1053nm固体激光器  2-扩束器  3-第一透镜  4-插入式精密移动平台  5-第二透镜  6-组合透镜6’-离轴抛物面反射镜  7-CCD相机  8-第二激光器为351nm光纤激光器  81-第二激光器的光纤输出端  9-空间滤波器
具体实施方式
先请参阅图2，图2是本发明方法的同轴调整系统示意图，由图可见：本发明方法所使用的同轴调整系统中，第一透镜3和第二透镜5属于共焦透镜，351nm光纤激光器8的光纤输出端81通过精密移动平台4放置在第二透镜5的351nm波长焦面上。351nm光纤激光器8和1053nm固体激光器1的输出光束都通过离轴抛物面反射镜6’聚焦到CCD相机7上。具体同轴调整步骤如下：
①准备工作，按图2所示，在第一激光器(1)的光束前进的主光路上依次设有扩束器(2)，第一透镜(3)，第二透镜(5)和离轴抛物面反射镜(6’)，所述的第一透镜(3)和第二透镜(5)形成共焦系统，在所述的离轴抛物面反射镜(6’)的反射光路的焦点位置设有一CCD相机(7)，第二激光器(8)的光纤输出端(81)固定在一插入式精密移动平台(4)上，所述的输出端(81)的高度与第一激光器(1)的光束高度相同；
②移出插入式精密移动平台4，使351nm光纤激光器8的输出端81固定在插入式精密移动平台4上，开启1053nm固体激光器1和CCD相机7，记录下1053nm固体激光器1的输出光束在CCD相机7上的位置；
③关闭1053nm固体激光器1，移入插入式精密移动平台4到主光路中，开启351nm光纤激光器8，并前后移动精密移动平台4，使351nm光纤激光器8的输出端81位于第二透镜5的351nm光纤激光器8输出的紫外波长焦面上。
④开启CCD相机7，得到351nm光纤激光器8的输出光束在CCD相机7上的位置，调整精密移动平台的上下左右位置，使351nm光纤激光器8的光纤输出端的位置和1053nm固体激光器1的输出光束位置重合。
⑤从主光路移出所述精密移动平台(4)，即调整完毕。

Claims (1)

1、一种不同波长激光光束同轴耦合的调整方法，其特征在于包括下列步骤：
①准备工作，在第一激光器(1)的光束前进的主光路上依次设置扩束器(2)、第一透镜(3)、第二透镜(5)和离轴抛物面反射镜(6’)，所述的第一透镜(3)和第二透镜(5)形成共焦系统，在所述的离轴抛物面反射镜(6’)的反射光路的焦点位置设置一CCD相机(7)，第二激光器(8)的光纤输出端(81)固定在一插入式精密移动平台(4)上，所述的第二激光器(8)的光纤输出端(81)的高度与第一激光器(1)的光束高度相同；
②将该插入式精密移动平台(4)移出，使第二激光器(8)的光纤输出端(81)移出光路，开启第一激光器(1)和CCD相机(7)，记录第一激光器(1)输出光束在CCD相机(7)上的焦点位置；
③关闭第一激光器(1)和CCD相机(7)，移入所述的插入式精密移动平台(4)到主光路，开启第二激光器(8)，沿光路前后移动所述的插入式精密移动平台(4)，使所述的第二激光器(8)的光纤输出端(81)位于所述的第二透镜(5)的第二激光器(8)输出波长的焦面上；
④开启CCD相机(7)，在CCD相机(7)上得到第二激光器(8)输出光束位置，调整所述的插入式精密移动平台(4)的上下左右位置，使第二激光器(8)输出光束在CCD相机(7)上的焦点与第一激光器(1)的输出光束在CCD相机(7)上焦点的位置重合；
⑤从主光路移出所述精密移动平台(4)，即调整完毕。
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