調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的方法與
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【背景技術(shù)】
[0002]大型復(fù)雜激光器中，對激光放大器輸出能量的調(diào)節(jié)，主要依靠調(diào)節(jié)激光放大器的工作電流來實現(xiàn)對其增益能力的調(diào)節(jié)。
[0003]但是，在不同工作電流下，激光放大器的工作物質(zhì)產(chǎn)生的熱量不同。激光放大器的工作物質(zhì)產(chǎn)生的熱量呈空間分布，導(dǎo)致晶體內(nèi)形成徑向的溫度梯度變化，進而形成徑向應(yīng)力空間分布。徑向的溫度梯度會使激光棒內(nèi)沿半徑方向的折射率發(fā)生變化，使激光棒在光學(xué)上表現(xiàn)為一個梯度折射率透鏡，即產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)。激光工作物質(zhì)在不同電流下具有不同的熱透鏡焦距，對激光光束通過后續(xù)的光學(xué)元件帶來影響，最終對輸出光束的光束質(zhì)量帶來影響。例如:在大型復(fù)雜激光系統(tǒng)中需要用到空間濾波器，不同的工作電流對應(yīng)激光放大器不同的熱焦距，也就導(dǎo)致空間濾波器小孔位置并非光束焦點，直接導(dǎo)致光束質(zhì)量劣化，這種劣化是無法通過技術(shù)手段彌補的。
[0004]另一方面，在不同工作電流下，激光放大器的工作物質(zhì)的熱量空間分布形態(tài)不同，導(dǎo)致激光器輸出光束的形態(tài)不同，從而影響激光器輸出光束的一致性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的方法與裝置，能夠避免因調(diào)節(jié)激光放大器的工作電流來改變激光放大器的輸出能量而引起的問題
[0006]本發(fā)明實施例提供一種調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的方法，該方法包括:設(shè)置激光放大器，該激光放大器包括用于輸出種子光的種子光源、以及對種子光進行放大的至少一級放大器;采用波形監(jiān)測單元監(jiān)測種子光脈沖波形和各級放大器的光脈沖波形的時間關(guān)系;采用能量測量單元測量激光放大器的輸出能量;根據(jù)能量測量單元測量到的輸出能量和波形監(jiān)測單元監(jiān)測到的時間關(guān)系，采用同步單元改變至少一級放大器的光脈沖波形的時間位置，以改變激光放大器的輸出能量。
[0007]本發(fā)明實施例還提供一種調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置，包括:激光放大器，包括用于輸出種子光的種子光源、以及對種子光進行放大的至少一級放大器;波形監(jiān)測單元，用于監(jiān)測種子光脈沖波形和各級放大器的光脈沖波形的時間關(guān)系；能量測量單元，用于測量激光放大器的輸出能量;同步單元，用于改變至少一級放大器的光脈沖波形的時間位置，以改變激光放大器的輸出能量。
[0008]其中，采用同步單元改變每一級放大器的光脈沖波形的時間位置，以改變激光放大器的輸出能量。
[0009]其中，各級放大器工作在額定電流的90%以下。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例包括如下有益效果:
[0011]本發(fā)明實施例中，根據(jù)能量測量單元測量到的輸出能量和波形監(jiān)測單元監(jiān)測到的時間關(guān)系，采用同步單元改變至少一級放大器的光脈沖波形的時間位置，來改變激光放大器的輸出能量。由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例提供了一種新型的調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的方法與裝置，能夠避免因調(diào)節(jié)激光放大器的工作電流來改變激光放大器的輸出能量而引起的問題，而因為工作電流恒定，熱透鏡、熱致退偏等熱效應(yīng)恒定，不會影響激光光束通過后續(xù)的光學(xué)元件，不會劣化輸出激光的光束質(zhì)量。
【附圖說明】
[0012]圖1是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的一種時間關(guān)系的示意圖；
[0013]圖2是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的另一種時間關(guān)系的示意圖；
[0014]圖3是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的另一種時間關(guān)系的示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明實施例中調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是圖4實施例中種子光脈沖波形和各級放大器的栗浦光脈沖波形的一種時間關(guān)系的不意圖；
[0017]圖6是圖4實施例中經(jīng)同步單元改變后的，種子光脈沖波形和放大器的栗浦光脈沖波形的一種時間關(guān)系的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明實施例進行詳細說明。
[0019]實施例一
[0020]為便于理解，在說明本發(fā)明實施例的具體實施例之前，先說明種子光脈沖波形和放大器的栗浦光脈沖波形的時間關(guān)系，對種子光能量放大的影響。
[0021]請參閱圖1與圖2，圖1是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的一種時間關(guān)系的示意圖；圖2是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的另一種時間關(guān)系的示意圖；圖3是種子光脈沖波形和一放大器的栗浦光脈沖波形的另一種時間關(guān)系的示意圖。
[0022]如圖1所示，坐標(biāo)軸的橫軸表示時間，縱軸表示脈沖強度。種子光脈沖波形在放大器的栗浦光脈沖的時間寬度之前，此時種子光沒有來得及吸收能量就已經(jīng)經(jīng)過放大器，種子光源的能量不會增加。
[0023]如圖2所示，當(dāng)種子光脈沖波形在放大器的栗浦光脈沖的時間寬度的末尾，此時種子光能最大限度的吸收放大器的能量，種子光的能量增加值達到最大。由于放大器的工作物質(zhì)有熒光壽命(關(guān)于熒光壽命，當(dāng)某種物質(zhì)被一束激光激發(fā)后，該物質(zhì)的分子吸收能量后從基態(tài)躍迀到某一激發(fā)態(tài)上，再以輻射躍迀的形式發(fā)出熒光回到基態(tài)。當(dāng)激發(fā)停止后，分子的熒光強度降到激發(fā)時最大強度的Ι/e所需的時間稱為熒光壽命，即自由離子或晶體中離子的能級壽命，它表示粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間。)，因此，種子光脈沖波形不能在放大器的栗浦光脈沖的時間寬度的末尾的后面。
[0024]可以理解的是，當(dāng)種子光脈沖波形在放大器栗浦光脈沖時間寬度的中部，如圖3所示，此時種子光的能量增加值在最大和最小之間。
[0025]請參閱圖4，圖4是本發(fā)明實施例中調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置140包括激光放大器110、波形監(jiān)測單元120、能量測量單元130和同步單元140。
[0026]激光放