CN202142769U - 一种并行多路激光放大器光路切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种并行多路激光放大器光路切换装置，包括：激光放大器组、第一反射镜组、第二反射镜组、第三反射镜组和第四反射镜组，其中：第一反射镜组和第四反射镜组结构基本相同，均设置于一移动机构上，且具有多个错开放置的反射镜，第一反射镜组中各反射镜具有唯一处于所述激光入射轴的位置；第二反射镜组和第三反射镜中具有多个与第一反射镜组及第四反射镜组中反射镜对应的反射镜，激光放大器组包括位于激光入射轴上的放大器组及位于第二反射镜组中各反射镜的光反射线路上的放大器组。本实用新型能够提高在保证光束质量的前提下，缩小激光放大器系统工作的时间间隔，提高工作效率。

Description

一种并行多路激光放大器光路切换装置

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，更具体的说是涉及一种并行多路激光放大器光路切换装置。

背景技术

在传统的大能量激光系统中，由于氙灯泵浦的能量大，而钕玻璃工作物质导热性差的物理特性，导致钕玻璃散热较慢，若要保证较好的光束质量，必须等待较长的时间，待工作物质内部的热量散掉后，才能进行下一次的工作，等待时间较长，降低工作效率。而若工作频率较高时，由于间隔时间短，内部的热量就会无法及时散掉，慢慢积累，就会导致出现以下两个问题：一是引起热退偏效应，破坏激光的光束质量；二是工作物质内部和外部温差太大，会导致应力增大，使工作物质碎裂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种在保证光束质量的前提下提高工作频率的激光放大器光路切换装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种并行多路激光放大器光路切换装置，包括：激光放大器组、设置在所述激光放大器组一端的第一反射镜组和第二反射镜组，以及设置在所述激光放大器组另一端的第三反射镜组和第四反射镜组，其中：

所述第一反射镜组设置于移动行程与激光入射轴交叉的移动机构上，该第一反射镜组具有多个错开放置的反射镜，各反射镜具有唯一处于所述激光入射轴的位置；

所述第二反射镜组具有多个反射镜，各反射镜分别位于所述第一反射镜组中的各个反射镜的光反射线路上；

所述第三反射镜组包括处于激光入射轴上的反射镜及位于第二反射镜组中部分反射镜的光反射线路上的反射镜；

所述第四反射镜设置于移动行程与第二反射镜组中部分反射镜发射线路相交叉的移动机构上，该第四反射镜组具有多个错开放置的反射镜，各反射镜分别设置在所述第三反射镜组中各反射镜的光反射线路上；

所述激光放大器组包括位于激光入射轴上的放大器组及位于第二反射镜组中各反射镜的光反射线路上的放大器组。

优选的，上述装置中，所述移动机构包括导轨，与所述激光入射光轴垂直交叉。

优选的，上述装置中，所述移动机构包括丝杠或滑杆。

优选的，上述装置中，所述移动机构还包括驱动电机。

优选的，上述装置中，所述电机为步进电机、直流电机或伺服电机。

优选的，上述装置中，所述激光放大器组(1)中的各个放大器组包括两个或两个以上相互串联的放大器。

优选的，上述装置中，所述激光放大器组(1)中的各个放大器为以Nd:YAG晶体、Nd:Glass晶体、Nd:YLF晶体作为晶体介质的放大器。

优选的，上述装置中，所述激光放大器组(1)中的放大器的工作物质呈棒状或片状。

优选的，上述装置中，所述第一反射镜组(2)、第二反射镜组(3)、第三反射镜组(4)和第四反射镜组(5)中反射镜的数量均为3个。

从上述技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型将某些反射镜组进行可移动设置，由此可以通过移动反射镜组来实现光路的切换，由不同的光路上的反射镜及放大器来完成多次激光脉冲的反射及处理，这种结构形式不影响激光脉冲的处理时间，保证了工作效率，并且能够留给反射镜及放大器给予足够的散热时间，避免热退偏效应而影响光束质量，同时也避免出现由于工作物质内部和外部温差太大而导致应力增大进而使工作物质破碎的问题。另外，利用本实实用新型，入射激光及出射激光方向性及位置不变，即同光路输出，且光程不变。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种并行多路激光放大器光路切换装置的结构示意图；

图2为图1中第一反射镜组的结构示意图；

图3为图1中第二反射镜组的结构示意图；

图4为图1中第三反射镜组的结构示意图；

图5为图1中第四反射镜组的结构示意图；

图6为图1中激光放大器组的结构示意图；

图7～图13为图1所示并行多路激光放大器光路切换装置的工作示意图。

具体实施方式

本实用新型通过将某些发射镜组设置为可移动状态，在工作时，移动所述发射镜组，以实现并行多路激光放大器光路切换。

现结合附图说明对本实用新型进一步说明。

请参考图1，为本实用新型提供的一种并行多路激光放大器光路切换装置的结构示意图，如图所示：

并行多路激光放大器光路切换装置包括：激光放大器组1、设置在所述激光放大器组1一端的第一反射镜组2和第二反射镜组3，以及设置在所述激光放大器组1另一端的第三反射镜组4和第四反射镜组5，其中：

所述第一反射镜组2设置于一个移动机构(图中未示出)上，该移动机构的移动行程与激光入射轴相交叉，也就是说，该移动机构上的某位置处于所述激光入射光轴上。该第一反射镜组2具有多个错开放置的反射镜21，各反射镜21具有唯一处于所述激光入射轴的位置，也就是说，在所述第一反射镜组2移动过程中，各反射镜均存在位于所述激光入射轴上的机会，并且，在其中任意一反射镜位于所述激光入射轴上时，所述第一反射镜组2中其余的反射镜位于所述激光入射轴之外。

所述第二反射镜组3具有多个反射镜31，各反射镜31分别位于所述第一反射镜组2中的各个反射镜21的光反射线路上。

所述第三反射镜组4包括处于激光入射轴上的反射镜41及位于第二反射镜组3中部分反射镜的光反射线路上的反射镜42。

所述第四反射镜5设置于一个移动机构(图中未示出)上，该移动机构的移动行程与第二反射镜组3中部分反射镜(至少一个反射镜)发射线路相交叉的移动机构上，该第四反射镜组5具有多个错开放置的反射镜51，各反射镜51分别设置在所述第三反射镜组4中各反射镜的光反射线路上。

所述激光放大器组1包括位于激光入射轴上的放大器组11及位于第二反射镜组3中各反射镜31的光反射线路上的放大器组12。

其中：

第一反射镜组1和第四反射镜5的结构基本相同，包括两个或两个以上45度反射镜，具体数量根据实际情况而定，本实用新型实施例并不限定反射镜的具体数量。图2和图3分别示出了第一反射镜组1和第四反射镜5的一种具体结构，其中：第一反射镜组1包括反射镜11、反射镜12、反射镜13、底板14和平移台15，反射镜11、反射镜12和反射镜13设置在底板14上，且相互错开设置，底板14连同设置在其上面的反射镜在平移台15上移动。第四反射镜5包括反射镜51、反射镜52、反射镜53、底板54和平移台55，反射镜51、反射镜52和反射镜53设置在底板54上，且相互错开设置，底板54连同设置在其上面的反射镜在平移台55上移动。

第二反射镜组2和第三反射镜组4的结构基本相同，包括两个或两个以上45度反射镜，具体数量根据实际情况而定，本实用新型实施例并不限定反射镜的具体数量。图4和图5分别示出了第二反射镜组2和第三反射镜4的一种具体结构，其中：第二反射镜组2包括错开放置的反射镜21、反射镜22和反射镜23、第三反射镜组4包括错开放置的反射镜41、反射镜42和反射镜43。

另外，激光放大器组1包括两路或两路以上并排放置的放大器组，放大器组包括一个放大器或者多个相互串联的放大器，放大器组以及放大器组内的放大器具体数量根据实际情况而定，本实用新型实施例对此并不限定。图6示出了一种激光放大器组1的具体结构，激光放大器组1包括放大器组11、放大器组12、放大器组13和放大器组14，其中各放大器组均包括一个两个串联的放大器。

为了本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图7-图13，对本实用新型技术方案的工作过程做详细介绍：

起始阶段，第一反射镜组2完全移出激光入射轴，第四反射镜组5中的反射镜52的光反射线路与激光输出口处于同一线路(即激光从反射镜52反射后能够从激光输出口输出)，参见图7，从激光光源发出的第一个激光脉冲从激光放大器组1的放大器组11中射入，经放大后，达到第三反射镜组4中的反射镜41，由反射镜41反射到达第四反射镜组5中的反射镜52，经由反射镜52反射后从激光输出口输出。

然后，第一反射镜组2沿着图8所示方向a移动直至反射镜22处于激光入射轴上，同时，第四反射镜组5沿着图8所示方向b移动直至反射镜51的光反射线路与激光输出口处于同一线路，如图9所示，从激光光源发出的第二个脉冲首先到达第一反射镜组2中的反射镜22，由反射镜22反射到第二反射镜组3中的反射镜32，然后由反射镜32反射后进入激光放大器组1中的放大器组13，经过放大后到达第三反射镜组4中的反射镜42，由反射镜42反射到第四反射镜组5中的反射镜51，最后由反射镜51反射后从激光输出口输出。

接着，第一反射镜组2继续沿着图10所示方向a移动直至反射镜23处于激光入射轴上，同时，第四反射镜组5继续沿着图10所示方向b移动直至反射镜53的光反射线路与激光输出口处于同一线路，如图11所示，从激光光源发出的第三个脉冲首先到达第一反射镜组2中的反射镜23，由反射镜23反射到第二反射镜组3中的反射镜31，然后由反射镜31反射后进入激光放大器组1中的放大器组12，经过放大后到达第三反射镜组4中的反射镜43，由反射镜43反射到第四反射镜组5中的反射镜53，最后由反射镜53反射后从激光输出口输出。

最后，第一反射镜组2继续沿着图12所示方向a移动直至反射镜21处于激光入射轴上，同时，第四反射镜组5继续沿着图12所示方向b移动直至完全离开反射镜33的光反射线路，如图13所示，从激光光源发出的第四个脉冲首先到达第一反射镜组2中的反射镜21，由反射镜21反射到第二反射镜组3中的反射镜33，然后由反射镜33反射后进入激光放大器组1中的放大器组14，经过放大后从激光输出口输出。

然后，继续重复图7-图13所示状态，直至所有激光脉冲发射完毕。

需要说明的是，上述实施例中，移动机构可以是导轨，该导轨与所述激光入射光轴垂直交叉，所述第一反射镜组2或第四反射镜组5安装于所述导轨上，并可沿着导轨移动。移动所述第一反射镜组2或第四反射镜组5的方式可以是手动，也可以是电机驱动，所述电机可以为步进电机、直流电机或伺服电机。

当然，在某些实施例中，所述移动机构还可以是丝杠或滑杆，丝杆或滑杆的结构方式及工作方式属于现有技术，在此不再赘述。

所述激光放大器组1中的各个放大器可以为以Nd:YAG晶体、Nd:Glass晶体、Nd:YLF晶体作为晶体介质的放大器。并且，所述激光放大器组1中的放大器的工作物质可以呈棒状或片状。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的并行多路激光放大器光路切换装置中，某些反射镜组被可移动设置，因此可以通过移动反射镜组来实现光路的切换，由不同的光路上的反射镜及放大器来完成多次激光脉冲的反射及处理，这种结构形式不影响激光脉冲的处理时间，保证了工作效率，并且能够留给反射镜及放大器给予足够的散热时间，避免热退偏效应而影响光束质量，同时也避免出现由于工作物质内部和外部温差太大而导致应力增大进而使工作物质破碎的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种并行多路激光放大器光路切换装置，包括：激光放大器组(1)、设置在所述激光放大器组(1)一端的第一反射镜组(2)和第二反射镜组(3)，以及设置在所述激光放大器组(1)另一端的第三反射镜组(4)和第四反射镜组(5)，其特征在于：

所述第一反射镜组(2)设置于移动行程与激光入射轴交叉的移动机构上，该第一反射镜组(2)具有多个错开放置的反射镜(21)，各反射镜(21)具有唯一处于所述激光入射轴的位置；

所述第二反射镜组(3)具有多个反射镜(31)，各反射镜(31)分别位于所述第一反射镜组(2)中的各个反射镜(21)的光反射线路上；

所述第三反射镜组(4)包括处于激光入射轴上的反射镜(41)及位于第二反射镜组(3)中部分反射镜的光反射线路上的反射镜(42)；

所述第四反射镜(5)设置于移动行程与第二反射镜组(3)中部分反射镜发射线路相交叉的移动机构上，该第四反射镜组(5)具有多个错开放置的反射镜(51)，各反射镜(51)分别设置在所述第三反射镜组(4)中各反射镜的光反射线路上；

所述激光放大器组(1)包括位于激光入射轴上的放大器组(11)及位于第二反射镜组(3)中各反射镜(31)的光反射线路上的放大器组(12)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述移动机构包括导轨，与所述激光入射光轴垂直交叉。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述移动机构包括丝杠或滑杆。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述移动机构还包括驱动电机。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电机为步进电机、直流电机或伺服电机。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述激光放大器组(1)中的各个放大器组包括两个或两个以上相互串联的放大器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述激光放大器组(1)中的各个放大器为以Nd:YAG晶体、Nd:Glass晶体、Nd:YLF晶体作为晶体介质的放大器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述激光放大器组(1)中的放大器的工作物质呈棒状或片状。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述第一反射镜组(2)、第二反射镜组(3)、第三反射镜组(4)和第四反射镜组(5)中反射镜的数量均为3个。

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