[發明專利]激光偏振合束測量裝置

有效

• 申請號: 202110621728.6
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113310670B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 郭廣妍;麻云鳳;程旺;白芳;趙鵬;宮學程;廖麗芬;張思楠;殷晨軒;林蔚然;樊仲維
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本發明提供了一種激光偏振合束測量裝置，包括第一光源(LS1)、第二光源(LS2)、第一半波片(HW1)、第二半波片(HW2)、第一檢偏器(P1)、第二檢偏器(P2)、第一反射鏡(RM1)、第二反射鏡(RM2)、第三反射鏡(RM3)、第四反射鏡(RM4)、第五反射鏡(RM5)、第六反射鏡(RM6)、第一光束調節模塊(LA1)、第二光束調節模塊(LA2)、偏振合束鏡(BC)、取樣鏡(SP)、第一檢測器(PD1)和第二檢測器(PD2)。本發明利用光束調節模塊實現合束前單激光束的光斑尺寸與發散角的一致性調節，利用合束后激光近場和遠場光斑同時監測的方式，保證高精度合束效果。

技術領域

本發明涉及半導體激光技術領域，尤其涉及一種激光偏振合束測量裝置。

背景技術

隨著大功率激光器在光纖激光泵浦或工業加工的應用范圍逐漸拓展，人們對高功率激光器的性能要求也越來越高，要求在獲得高功率輸出的同時，還要兼顧激光器的光束質量。合束作為一種提高激光器輸出功率最常用的方法，在高功率半導體、光纖及全固態激光器在中得到了廣泛的應用。

激光合束技術種類較多，主要分為相干合束和非相干合束。其中，非相干合束是應用較為廣泛，非相干合束是指單獨控制各光束聚集并指向目標，使光纖激光陣列在目標處進行簡單的光強疊加，實現輸出功率的提高。非相干合束又可以分為偏振合束、空間合束和波長合束。偏振合束的效率高，主要用于單一波長工作，但是成本較高；波長合束可以對較寬波段范圍內的多路激光進行合束，但是對合束鏡的要求較高；空間合束的效率高，但是光束質量較差。

發明內容

為了提高合束質量和合束效率，本發明提供了一種激光偏振合束測量裝置。

本發明一方面提供一種激光偏振合束測量裝置，包括：第一光源LS1、第二光源LS2、第一半波片HW1、第二半波片HW2、第一檢偏器P1、第二檢偏器P2、第一反射鏡RM1、第二反射鏡RM2、第三反射鏡RM3、第四反射鏡RM4、第五反射鏡RM5、第六反射鏡RM6、第一光束調節模塊LA1、第二光束調節模塊LA2、偏振合束鏡BC、取樣鏡SP、第一檢測器PD1和第二檢測器PD2，其中：第一光源LS1的出射激光依次經過第一檢偏器P1、第五反射鏡RM5和第六反射鏡RM6的光路反射偏轉后被引導至偏振合束鏡BC；第二光源LS2的出射激光依次經過第一反射鏡RM1、第二反射鏡RM2、第三反射鏡RM3和第四反射鏡RM4的光路反射偏轉后被引導至偏振合束鏡BC；第一光束調節模塊LA1設置于第六反射鏡RM6與偏振合束鏡BC之間，用于調節第一光源LS1的反射光束的發散角和光斑尺寸；第二光束調節模塊LA2設置于第四反射鏡RM4與偏振合束鏡BC之間，用于調節第二光源LS2的反射光束的發散角和光斑尺寸；第一半波片HW1和第二半波片HW2用于分別將第一光源LS1和第二光源LS2的出射光束轉換為兩正交偏振態激光，偏振合束鏡BC用于將兩正交偏振態激光進行合束，輸出合束激光；取樣鏡SP設置于偏振合束鏡BC的出射光路上，用于將合束激光切分為反射子光束和透射子光束，第一檢測器PD1和第二檢測器PD2用于檢測反射子光束和透射子光束分別對應的遠場和近場光斑重合度。

在一些實施例中，第一光源LS1和第二光源LS2的出光口方向一致且相互錯開，第一光源LS1和第二光源LS2均出射線偏振激光。

在一些實施例中，第一半波片HW1設置于第一光源LS1與第一檢偏器P1之間，用于將第一光源LS1的出射激光轉換為P偏振光；第二半波片HW2設置于第一反射鏡RM1與第二反射鏡RM2之間，用于將第二光源LS2的出射激光轉換為S偏振光。

在一些實施例中，第一檢偏器P1用于檢測第一光源LS1的出射激光經過轉換后的激光偏振態；第二檢偏器P2設置于第二半波片HW2與第二反射鏡RM2之間，用于檢測第二光源LS2的出射激光經過轉換后的激光偏振態。

在一些實施例中，激光偏振合束測量裝置還包括第一光阱LT1和第二光阱LT2，分別設置于第一檢偏器P1和第二檢偏器P2的反射面上，第一光阱LT1和第二光阱LT2分別用于吸收由于第一光源LS1和第二光源LS2的低線性度引起的雜散光。