[發明專利]一種提高激光輸出穩定性的裝置和方法

有效

• 申請號: 201310669383.7
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103825186A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉長明;史學舜;楊樂臣;劉玉龍;趙坤;周茜
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;G02B27/10;G02B27/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于激光輸出技術領域，尤其涉及的是一種提高激光輸出穩定性的裝置和方法。

背景技術

隨著非線性光學技術的不斷成熟和突破，激光頻率變換技術取得了長足進步，也大大促進了激光器的發展。激光功率輸出穩定度是激光器的一個重要指標，高穩定度的激光器在激光微加工、激光醫療、光輻射計量和激光軍事應用等領域有著廣泛的應用。

基于非線性參量轉換過程得到特定波長的激光器，影響其功率穩定性的因素較多，其中，入射激光的穩定性和非線性晶體的熱致相位失配是兩個最主要的因素。單一的解決入射激光的穩定性或相位失配問題都不能顯著提高激光輸出穩定性。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種提高激光輸出穩定性的裝置和方法。

本發明的技術方案如下：

一種提高激光輸出穩定性的裝置，其中，包括入射激光單元、激光功率穩定系統、非線性晶體單元和分光單元；所述入射激光單元包括至少一臺激光器，入射非線性晶體參與參量轉換過程；所述激光功率穩定系統，用于保證入射激光的功率穩定；所述非線性晶體單元，用于參量轉換過程，置于激光功率穩定系統內部；所述分光單元，用于實現激光分光。

所述的裝置，其中，所述激光功率穩定系統包括調制器、控制器和光電檢測反饋裝置，光電檢測反饋裝置檢測到入射光的功率波動將信號傳至控制器，在控制器的作用下調制器對入射光進行功率補償。

所述的裝置，其中，所述非線性晶體單元包括非線性晶體和溫控裝置，非線性晶體用以參量轉換過程，溫控裝置可對非線性晶體的溫度進行精確控制。

所述的裝置，其中，所述分光單元包括分光棱鏡、分光片和光收集器，分光棱鏡用于將各出射光從空間上分開，分光片對線偏光具有恒定的分光比，光收集器用于吸收分光后多余的入射光。

所述裝置用于提高激光輸出穩定性的方法，其中，包括如下步驟：

步驟1：激光器的出射光經調制器后，被反射鏡調整為共線光路，兩入射光入射非線性晶體，溫控裝置保證非線性晶體處于恒定溫度下，經三波互作用參量過程后，三光同時出射，分光棱鏡將三束光從空間上分離開來；

步驟2：兩入射光分別經起偏器起偏后，入射至分光片，分光片對線偏振光具有恒定的分光比，透射光被光收集器吸收，反饋裝置將接收到的反射光信號波動轉換為電信號，發送至控制器；

步驟3：控制器經內部程序運算將調制信號發送至調制器，調制器對入射光功率起伏進行補償，實時穩定入射光。

所述的方法，其中，所述激光器為兩臺或一臺，所述激光器輸出的光為線偏振光。

所述的方法，其中，所述分光棱鏡將三光在空間上分開的步驟為：分光棱鏡將入射光和參量轉換產生激光從空間上分離開來，光收集器將多余的入射光吸收掉。

采用上述方案：1、同時考慮入射激光的穩定性和熱致相位失配引起的激光輸出不穩定，將發生參量轉換過程的非線性晶體單元置于激光功率穩定系統內，對參量轉換過程中入射光的功率變化進行實時反饋控制，使參量轉換過程處于一種動態穩定狀態。2、不直接對由參量轉換得到的產生激光進行反饋控制，通過對入射光的反饋控制間接穩定產生激光，可有效提高無功率穩定系統波段激光的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明提高激光輸出穩定性的裝置示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，一種提高激光輸出穩定性的裝置包括激光器1、2，調制器3、4，反射鏡5、6，非線性晶體7，溫控裝置8，控制器9、10，分光棱鏡11，線偏光起偏器12、13，分光片14、15，反饋裝置16、17，光收集器18、19。本實施例中，兩入射光以共線相位匹配方式進行參量轉換過程。所述激光器1、2的出射激光作為入射光經調制器3、4后，被反射鏡5、6調整為共線光路，兩入射光入射非線性晶體7，溫控裝置8可保證非線性晶體7處于恒定溫度下，經三波互作用參量過程后，三光同時出射，分光棱鏡11將三束光在空間上分開，此時兩入射光分別經線偏光起偏器12、13起偏后，入射至分光片14、15，分光片14、15對線偏振光具有恒定的分光比，透射光被光收集器18、19吸收，反饋裝置16、17將接收到的反射光信號波動轉換為電信號，發送至控制器9、10，控制器9、10經內部程序運算計算出功率補償值，將相應的調制信號發送至調制器3、4，調制器3、4對入射光功率起伏進行補償，實時穩定入射光，從而保證由參量轉換產生的激光的穩定性。