[發(fā)明專利]一種脈沖寬度編程可控的固體激光器裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810352485.9
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN108718029A
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永康;秦艷;張崢;楊智帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/106
• 分類號(hào): H01S3/106;H01S3/107
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

一種脈沖寬度編程可控的固體激光器裝置，其包括激光諧振腔、分光器、光延遲器、削波模塊、光放大器、第一光隔離器和控制電路；所述削波模塊包括起偏器、可編程控制器、高壓脈沖發(fā)生器、延遲電路、普克爾盒和檢偏器，所述高壓脈沖發(fā)生器的輸出端連接到普克爾盒電光晶體的開關(guān)上，延遲電路連接在高壓脈沖發(fā)生器的輸出端與普克爾盒電光晶體的開關(guān)之間，可編程控制器的輸出端與延遲電路的控制端連接，分光器的分光路通過(guò)光電導(dǎo)開關(guān)與高壓脈沖發(fā)生器的觸發(fā)端連接，控制電路通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電路與高壓脈沖發(fā)生器的輸入端連接。本發(fā)明裝置具有脈沖寬度可精準(zhǔn)調(diào)控、能量放大倍數(shù)大、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)精度較高等特點(diǎn)，可作用于激光沖擊成形和強(qiáng)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脈沖寬度編程可控的固體激光器裝置。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，激光器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)激光器性能多樣性、可靠性、操作方便性的要求越來(lái)越高。一些用于激光加工的零件表面型面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，像航空整體葉盤/葉片以及發(fā)動(dòng)機(jī)葉片都是具有曲率的復(fù)雜外表面結(jié)構(gòu)，邊緣位置非常薄，如果采用和中間位置相同的脈沖參數(shù)，必然會(huì)引起葉片邊緣發(fā)生宏觀變形或者應(yīng)力分布不均等一系列有損疲勞性能的結(jié)果。用于這些復(fù)雜零件的激光強(qiáng)化加工的理想光源是輸出光束質(zhì)量高；脈寬、光斑大小形貌、重復(fù)頻率和峰值功率均可調(diào)；穩(wěn)定可靠的激光光源。由于不同的脈沖寬度和物質(zhì)材料作用機(jī)制不一樣，產(chǎn)生影響也不一樣，不同的使用領(lǐng)域需要不同的脈沖寬度，脈沖寬度可調(diào)激光器還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱性好、效率高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)在光纖通信、光纖傳感、激光切割強(qiáng)化、生物醫(yī)療、非線性光學(xué)等領(lǐng)域有十分重要的作用。

現(xiàn)有的脈寬調(diào)節(jié)手段主要分為以下幾種方式：通過(guò)機(jī)械裝置手動(dòng)或者利用機(jī)械步進(jìn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)激光腔中的濾波器件以達(dá)到對(duì)輸出的鎖模脈沖的時(shí)域脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過(guò)電場(chǎng)控制可飽和吸收調(diào)制深度對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)節(jié)；還可以通過(guò)外加激光調(diào)制可飽和吸收體調(diào)制深度和損耗實(shí)現(xiàn)對(duì)脈寬的調(diào)節(jié)。但機(jī)械方式由于手動(dòng)和機(jī)械步進(jìn)系統(tǒng)精度較低，機(jī)械裝置復(fù)雜的限制，導(dǎo)致調(diào)制精度與調(diào)制重復(fù)性不高，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。電場(chǎng)調(diào)制可飽和吸收體時(shí)放出焦耳熱使得可飽和吸收體的熱損傷閥值大幅降低，調(diào)制電壓只能控制在小范圍中，并且電場(chǎng)調(diào)節(jié)由其受驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)影響，起調(diào)節(jié)的光學(xué)器件工作帶寬被限制。所以目前的脈寬調(diào)節(jié)方式存在調(diào)節(jié)精度較低、性能不夠穩(wěn)定、光束質(zhì)量差，范圍較窄以及響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供了一種脈沖寬度編程可控的固體激光器裝置，以解決現(xiàn)有脈寬調(diào)節(jié)方式存在調(diào)節(jié)精度較低、性能不夠穩(wěn)定、光束質(zhì)量差，范圍較窄以及響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種脈沖寬度編程可控的固體激光器裝置，包括激光諧振腔、分光器、光延遲器、削波模塊、光放大器、第一光隔離器和控制電路，所述激光諧振腔、分光器、光延遲器、削波模塊、光放大器和第一光隔離器依次沿激光光路由前至后設(shè)置；

所述削波模塊包括起偏器、可編程控制器、高壓脈沖發(fā)生器、延遲電路、普克爾盒和檢偏器，所述起偏器、普克爾盒和檢偏器依次沿激光光路由前至后設(shè)置，所述高壓脈沖發(fā)生器的輸出端連接到普克爾盒電光晶體的開關(guān)上，延遲電路連接在高壓脈沖發(fā)生器的輸出端與普克爾盒電光晶體的開關(guān)之間，可編程控制器的輸出端與延遲電路的控制端連接，分光器的分光路通過(guò)光電導(dǎo)開關(guān)與高壓脈沖發(fā)生器的觸發(fā)端連接，控制電路通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電路與高壓脈沖發(fā)生器的輸入端連接。