[發(fā)明專利]一種時序可編程的復(fù)合激光脈沖控制系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113659422B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱廣志;李征遠(yuǎn);徐譜昌;吳明朗
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01S3/23
• 分類號: H01S3/23;H01S3/106
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發(fā)明公開了一種時序可編程的復(fù)合激光脈沖控制系統(tǒng)及控制方法，其系統(tǒng)包括第一激光器、第二激光器、第一聲光模塊、第二聲光模塊和時序信號控制單元，第一激光器和第二激光器分別向第一聲光模塊和第二聲光模塊發(fā)射入射角為布拉格角的第一激光和第二激光；第一聲光模塊使第一激光發(fā)生布拉格衍射，形成第一衍射光和第二衍射光，第二衍射光以布拉格角入射至第二聲光模塊；第二聲光模塊使第二激光和第二衍射光發(fā)生布拉格衍射，形成第三衍射光和第四衍射光，其中之一可作為復(fù)合激光；時序信號控制單元向所述第一聲光模塊和第二聲光模塊發(fā)射電信號以控制各聲光模塊衍射光與入射光的光強之比，從而調(diào)節(jié)復(fù)合激光中兩種激光的強度和時序關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種時序可編程的復(fù)合激光脈沖控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

激光器按照其時間連續(xù)性可分為連續(xù)激光器與脈沖激光器。連續(xù)激光器的優(yōu)勢在于輸出穩(wěn)定，可以多模運行，平均功率較高，但峰值功率通常較低。脈沖激光器的優(yōu)勢在于具有較高的峰值功率，單模輸出光品質(zhì)較好，但單脈沖能量有限。而在一些特殊的應(yīng)用場景下，例如激光焊接和激光切割時，單一種類的連續(xù)或脈沖激光加工通常無法滿足加工需求，需將連續(xù)激光與脈沖激光合束成復(fù)合激光后使用。

目前復(fù)合激光合束方式主要有波長合束，偏振合束等，其中波長合束主要采用光柵器件完成，具有不同波長的激光在經(jīng)過光柵后產(chǎn)生疊加，合束后光束的強度得到了提高，合束效果好。然而，光柵的制作工藝復(fù)雜，且損傷閾值較低，無法承受較高功率激光的合束，且制備完成的光柵具有確定的光柵常數(shù)，因此該方法對激光的波長及光束質(zhì)量選擇性較強。偏振合束，是將兩個偏振方向正交的線偏光通過偏振合束鏡進行空間合束的技術(shù)方法，該方案需要入射的激光必須是偏振光，高損傷閾值的偏振合束鏡制作工藝較為復(fù)雜。另一方面，現(xiàn)有的合束方式中，合束器件都是被動光學(xué)元件，僅能實現(xiàn)入射激光能量的合并，而無法對復(fù)合激光的能量和時序進行動態(tài)調(diào)整與控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種時序可編程的復(fù)合激光脈沖控制系統(tǒng)及控制方法，其目的在于不限定激光的偏振態(tài)以及在較寬的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)兩束入射激光的復(fù)合，且可靈活調(diào)控兩種激光的強度和時序關(guān)系。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種時序可編程的復(fù)合激光脈沖控制系統(tǒng)，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、第一聲光模塊、第二聲光模塊和時序信號控制單元，其中

第一激光器用于向第一聲光模塊發(fā)射入射角為布拉格角θ_B的第一激光；

第一聲光模塊用于產(chǎn)生超聲場以使第一激光發(fā)生布拉格衍射，形成第一衍射光和第二衍射光，第二衍射光以布拉格角θ_B入射至第二聲光模塊；

第二激光器用于向第二聲光模塊發(fā)射入射角為布拉格角θ_B的第二激光，且第二激光和第二衍射光位于第二聲光模塊光學(xué)法線的兩側(cè)；

第二聲光模塊用于產(chǎn)生超聲場以分別使第二激光和第二衍射光發(fā)生布拉格衍射，形成對應(yīng)于第二激光的第一子衍射光和第二子衍射光以及對應(yīng)第二衍射光的第三子衍射光和第四子衍射光，所述第一子衍射光與所述第四子衍射光的傳播方向相同，合成第三衍射光，所述第二子衍射光與第三衍射光的傳播方向相同，合成第四衍射光，以第三衍射光和第四衍射光中的至少一種作為復(fù)合激光；

時序信號控制單元，用于向所述第一聲光模塊和第二聲光模塊發(fā)射電信號以控制各聲光模塊中的超聲場強度，調(diào)節(jié)衍射光與入射光的光強之比。

優(yōu)選地，所述第一激光器和第二激光器中的一種為連續(xù)激光器，另一種為脈沖激光器。