[發明專利]一種激光增益裝置及方法

有效

• 申請號: 201210035536.8
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102545013A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 鞏馬理;邱運濤;柳強;黃磊;閆平;張海濤;劉歡
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01S3/102
• 分類號: H01S3/102
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝;王瑩

技術領域

本發明屬于激光光強控制技術領域，特別是涉及一種激光增益裝置及方法。

背景技術

激光由于其亮度高、單色性好、準直和聚焦性能好，已在科學研究、軍事國防、工業加工、天文觀測和信息傳播等領域得到的廣泛的應用。在實際應用當中，人們都希望獲得均勻光強分布或接近高斯形光強分布的激光光束。例如在激光刻蝕加工領域，就需要得到光強分布盡量均勻的平頂光束以達到最理想的刻蝕效果；而在需要激光聚焦的情況下(如激光焊接、激光打孔、激光的光纖耦合)，就希望得到光強分布盡量接近高斯型光束，從而提高激光聚焦后的光強并降低激光在焦點處的光斑大小。

現有的光強分布控制技術都是透射衰減式的，且在實際應用中會受到如激光光強、孔徑等因素的限制。申請號為02820338.0的中國專利申請公開了一種薄膜半導體器件及其制造方法，是直接利用具有一定光強透過率分布的掩膜改變光束的強度分布并用于半導體器件的光刻，該方法需要探測激光的強度分布后，設計、加工出對應透過率分布的掩膜，從而實現對激光強度分布的控制，但由于需要曝光、顯影、定影等工藝，掩膜的制造時間較長，使該方法對激光的光斑分布的控制的實時性收到影響；另一方面，該方法實際上是對光強衰減的，將會是激光的功率受到損失；此外這種透射式掩膜的損傷閾值比較低，也限制了其應用于高功率激光。專利號為01256697.7的中國專利公開了一種液晶光閥激光束空間整形裝置，提到利用液晶光閥對激光的光強分布進行控制，但該方法同樣也是只能通過衰減實現對激光光強分布的控制，無法解決激光損失和損傷問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：現有技術獲得均勻光強分布或接近高斯形光強分布的激光光束只能通過衰減實現，無法解決激光損失和損傷問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種激光增益裝置。

其中，所述裝置包括增益介質、泵浦源、光學元件和控制器，所述增益介質設置在激光的光路上，并接收由泵浦源發出的泵浦光，所述控制器與泵浦源相連接，用于控制泵浦源向增益介質發出泵浦光，所述泵浦光經由光學元件進入增益介質，所述控制器還與光學元件相連接，用于控制經過光學元件的泵浦光的光強分布。

優選地，所述光學元件包括液晶光閥、透鏡組和反射鏡，在泵浦源和增益介質之間依次設有液晶光閥、透鏡組和反射鏡，所述控制器與液晶光閥相連接。

優選地，所述光學元件包括變形鏡和傅里葉變換鏡，在泵浦源和增益介質之間依次設有變形鏡和傅里葉變換鏡，所述控制器與變形鏡相連接。

優選地，所述增益介質為N_d:YVO4。

本發明還提供了一種激光增益方法，在激光的光路上設有接收到泵浦光的增益介質，所述泵浦光經由與控制器相連接的光學元件進入增益介質，所述控制器控制經過光學元件的泵浦光的光強分布，使得泵浦光入射進增益介前的光強分布在預設值的容限范圍內，以控制增益介質內的增益分布，從而實現將激光的光強分布調制為均勻分布或高斯分布。

優選地，所述控制器控制泵浦光在入射增益介質前的光強在I_pH(x，y)容限范圍內，