[發明專利]一種激光裝置剩余激光吸收裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201810360018.0
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108346961B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 孫喜博;向勇;劉蘭琴;張軍偉;王文義;耿遠超;張穎;黃晚晴;楊英;鄭天然
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01S3/02
• 分類號: H01S3/02
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本發明涉及一種激光裝置剩余激光吸收裝置及其使用方法，涉及高功率激光技術領域，所述吸收裝置包括第一吸收組件、第二吸收組件和支撐框架，所述第一吸收組件至少包括2個結構相同、平行且間隔設置的吸收體，所述吸收體包括與剩余激光直接接觸的第一吸收側面和第二吸收側面，且第一吸收側面和/或第二吸收側面設為曲面，所述剩余激光在相鄰吸收體之間發生發射，本發明通過將吸收體曲面化，增大吸收裝置吸收剩余激光的入射面積，從而降低吸收裝置位置的光通量，同時，利用吸收體組合排布，控制剩余激光在相鄰吸收體之間的反射吸收次數，最終實現對剩余激光的完全吸收，改善吸收體損傷問題。

技術領域

本發明屬于高功率激光技術領域，具體地說涉及一種激光裝置剩余激光吸收裝置及其使用方法。

背景技術

在大型激光裝置中，激光傳輸過程中產生的雜散光、未經利用的剩余激光等會對裝置中的光學元件造成一定的危害，通常需要借助吸收體來進行吸收。目前，常用的吸收體有平板型、楔板型等，吸收體的每一個接觸面均加工為平面。隨著激光技術及其應用的不斷發展，激光裝置逐步向高功率高能量方向發展，因此，剩余激光的能量也隨之提升，光束在吸收體表面通量增大，而表面通量一旦高于損傷閾值，會帶來嚴重的損害。楔形板雖然能夠減小光束在吸收體表面的通量，且與傾角成反比，但是傾斜角過大同樣的會影響對光束的吸收，因此，通過增大傾斜角度實現降低表面通量的效果存在一定的限制。而對于傳統的平面吸收體而言，高通量帶來的損傷極大的減小了吸收體的使用壽命。

發明內容

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種激光裝置剩余激光吸收裝置及其使用方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光裝置剩余激光吸收裝置，包括第一吸收組件、第二吸收組件和支撐框架，所述第二吸收組件位于第一吸收組件的下方，且其與第一吸收組件垂直設置，所述第一吸收組件和第二吸收組件均位于支撐框架內部；

所述第一吸收組件至少包括2個結構相同、平行且間隔設置的吸收體，所述吸收體沿著剩余激光的傳輸方向設置，其包括與剩余激光直接接觸的第一吸收側面和第二吸收側面，且第一吸收側面和/或第二吸收側面設為曲面，所述第一吸收側面的頂部和第二吸收側面的頂部相接，所述第二吸收組件設為平板結構，且其垂直于剩余激光的傳輸方向設置，所述剩余激光在相鄰吸收體之間發生發射。

進一步，任取所述曲面上的吸收點并任意設定水平線，所述吸收點與設定水平線的間距為h，所述吸收點的法線反向延長線與設定水平線的交點距吸收點之間距離的倒數為C，所述吸收點至圓心連線與水平面的夾角為θ，所述剩余激光在吸收體處的輻射通量為I₀，所述剩余激光在吸收點處的入射通量為I，則I＝I₀×sinθ＝I₀×h×C，所述吸收體采用材料的損傷閾值為I_th，則II_th。

進一步，所述第一吸收側面的頂部和第二吸收側面的頂部呈直線式相接。

進一步，所述第一吸收側面的頂部和第二吸收側面的頂部通過相接面相接，且相接面為傾斜面。

進一步，所述傾斜面與水平面的夾角為45°-90°。

另，本發明還提供一種激光裝置剩余激光吸收裝置的使用方法，包括如下步驟：

S1：所述吸收體的高度為H，其對剩余激光的吸收系數為a，相鄰吸收體的間距為d，確定吸收體設計參數并制作第一吸收組件；

S2：將第二吸收組件置于第一吸收組件下方，并將所述第一吸收組件和第二吸收組件均置于支撐框架內部；

S3：調整支撐框架以保證第二吸收組件垂直于剩余激光的傳輸方向設置，即可。

進一步，所述步驟S1中，吸收體設計參數的確定方法為：