[發明專利]一種端泵板條固體激光器的波前改善方法和系統

在審

• 申請號: 201910756412.0
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110854661A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 王鋼;梁興波;唐曉軍;王文濤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: H01S3/102
• 分類號: H01S3/102;H01S3/10
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張然

本發明提出了一種適用于端泵板條固體激光器的波前改善方法和系統，針對激光在通過板條后激光光束質量退化，減小因激光器散熱不均勻導致的熱致波前畸變，提高激光光束質量。所述端泵板條固體激光器的波前改善方法，包括：測量通過板條后的激光波前并輸出測量結果，所述測量結果中包括泵浦光調節參考信息，所述泵浦光用于調制所述激光光束的波前形狀；根據所述泵浦光調節參考信息，確定所述泵浦光的調節信息；根據所述調節信息對注入板條中的泵浦光進行調節。

技術領域

本發明涉及激光光束凈化技術領域，尤其涉及一種泵板條固體激光器的波前改善方法和系統。

背景技術

高功率板條固體激光器研制中，除了需要提升功率/能量的技術方案，還必須研究光束控制與提高光束質量的問題，具有高功率高光束質量的激光才能滿足實際應用的需要。在實際工作中，高功率激光系統輸出的激光都有振幅調制和相位畸變，對于遠場光束質量來說，相位畸變是主要影響因素。激光束通過具有一定溫度分布的激光增益介質或非理想的光學系統后，其波前會發生畸變，這種波前畸變通常會隨著激光輸出功率的增加而變得更加嚴重。

高功率板條固體激光器激光波前的畸變中一般包含熱透鏡效應等因素引起的低階畸變和溫度不均勻分布、衍射等因素引起的高階畸變，低階畸變可以利用柱面鏡等光學元件進行修正或補償，高階畸變目前基本采用主要由變形鏡組成的自適應光學系統進行凈化，這項技術通常用來凈化大氣擾動引起的相差，用于高功率固體激光系統中也獲得了成功。但是隨高功率固體激光技術的發展，激光器的輸出功率越來越高，影響的波前畸變也越來越大，變形鏡系統遇到了一些難以逾越的障礙，一是分辨率不夠，受到技術水平所限，用于高功率激光波前凈化的變形鏡致動器間距較大，目前國內用于高功率激光波前凈化的變形鏡致動器最小間距為8mm，而高階像差的變化非常復雜，一般都超出了變形鏡的凈化能力范圍，這種情況下的凈化效果較差。二是行程量小，受變形鏡材料限制，變形鏡面形不能在大范圍內變化，通常的最大行程在10μm左右，而高功率固體激光系統中如果要提高激光輸出功率激光光束就要通過更長的增益介質，相應的會產生很大的波前畸變，這就經常會超出變形鏡的行程范圍，因此反過來制約了激光功率的進一步提高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對激光在通過板條后激光光束質量退化，減小因激光器散熱不均勻導致的熱致波前畸變，提高激光光束質量。

本發明采用的技術方案是提供一種適用于端泵板條固體激光器的波前改善方法，包括：

測量通過板條后的激光波前并輸出測量結果，所述測量結果中包括泵浦光調節參考信息，所述泵浦光用于調制所述激光光束的波前形狀；

根據所述泵浦光調節參考信息，確定所述泵浦光的調節信息；

根據所述調節信息對注入板條中的泵浦光進行調節。

在一種可能的實施方式中，所述泵浦光調節參考信息包括激光波前的波峰/ 波谷位置信息和波前畸變指標PV值；

根據所述泵浦光調節參考信息，確定所述泵浦光的調節信息，具體包括：

根據激光波前的波峰/波谷位置信息，確定所述泵浦光的調節方向；

根據波前畸變指標PV值，確定所述泵浦光的調節量。

在一種可能的實施方式中，本發明實施例提供的端泵板條固體激光器的波前改善方法，還包括：

通過泵浦光耦合導管將調節后的泵浦光注入板條中。

在一種可能的實施方式中，所述泵浦光耦合導管包括整形鏡、反射鏡和導光管，其中：

所述整形鏡，用于根據板條端面尺寸調整所述泵浦光的大小；

所述反射鏡，用于根據所述調節方向和調節量對所述泵浦光進行調整；

所述導光管，用于避免所述泵浦光中雜散光逸散。