專利名稱：側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置和測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光晶體熱焦距測(cè)量，特別是一種側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，該方法可選用SOOnm到IlOOnm的探測(cè)光源，適用范圍廣，并具有光路簡(jiǎn)單易調(diào)整、計(jì)算方便、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)。
背景技術(shù)：
激光晶體在吸收泵浦光能量的同時(shí)，部分泵浦光能量會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的熱能，導(dǎo)致激光晶體溫度升高，并與冷卻系統(tǒng)共同作用，在晶體中形成溫度梯度，從而引起晶體的折射率以及熱應(yīng)力的變化，導(dǎo)致晶體熱形變，即熱透鏡效應(yīng)。晶體熱效應(yīng)會(huì)使光束波面和偏振態(tài)發(fā)生畸變，光束質(zhì)量下降，因此研究熱效應(yīng)具有重要意義。實(shí)踐證明，熱透鏡效應(yīng)作為諧振腔設(shè)計(jì)中一個(gè)不確定因素，對(duì)激光腔內(nèi)模式分布 影響很大，激光晶體熱透鏡效應(yīng)的存在可能導(dǎo)致冷腔狀態(tài)下處于穩(wěn)區(qū)的諧振腔移至非穩(wěn)區(qū)。激光晶體的熱焦距是諸多因子共同作用的結(jié)果，僅晶體吸收的總熱量一項(xiàng)，就與激光棒吸收系數(shù)、抽運(yùn)功率、聚光效率、冷卻液的熱交換系數(shù)等因素有著直接聯(lián)系，而這些量又無(wú)法確切地測(cè)量，可見(jiàn)采用理論計(jì)算的方法不能準(zhǔn)確反映熱焦距這一特性，因此通常采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量激光介質(zhì)熱透鏡焦距。探測(cè)光束法是常用的側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)熱焦距測(cè)量方法，但是其接受裝置直接影響測(cè)量精度，而其余常見(jiàn)的如相干測(cè)量法、非穩(wěn)腔法、橫模拍頻法都是針對(duì)端面泵浦結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，本發(fā)明可選用SOOnm到IlOOnm的探測(cè)光源，適用范圍廣，并具有光路簡(jiǎn)單易調(diào)整、計(jì)算方便、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置，特點(diǎn)在于該裝置由探測(cè)光源、光衰減器、準(zhǔn)直器、哈特曼傳感器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，上述元部件位置關(guān)系如下所述的探測(cè)光源發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)光衰減器與準(zhǔn)直器后，照射在待測(cè)激光晶體上，由所述的哈特曼傳感器記錄數(shù)據(jù)送所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。利用上述側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置測(cè)量激光晶體熱焦距的方法，包括下列步驟(I)數(shù)據(jù)記錄將待測(cè)激光晶體置于所述的光晶體熱焦距的測(cè)量裝置的準(zhǔn)直器與哈特曼傳感器之間，并使得探測(cè)光源輸出光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后，垂直于待測(cè)激光晶體端面入射；使用所述的光衰減器調(diào)節(jié)探測(cè)光源輸出光到合適的強(qiáng)度，以保護(hù)哈特曼傳感器；測(cè)量哈特曼傳感器的探測(cè)平面與待測(cè)激光晶體中斷面距離為L(zhǎng) ;用哈特曼傳感器記錄探測(cè)光經(jīng)激光晶體后的未泵浦時(shí)波前曲率半徑R作為參考光信息，并顯示在計(jì)算機(jī)上；開(kāi)啟激光晶體泵浦光源從激光晶體側(cè)面泵浦待測(cè)激光晶體，此時(shí)再次用哈特曼傳感器記錄探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述的待測(cè)激光晶體后的加泵浦后的波前曲率半徑R1，并顯示在計(jì)算機(jī)上；(2)所述的計(jì)算機(jī)利用下列公式計(jì)算待測(cè)激光晶體的熱透鏡焦距fT的值
權(quán)利要求
1.一種側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置，特征在于該裝置由探測(cè)光源(I)、光衰減器(2)、準(zhǔn)直器(3)、哈特曼傳感器(4)和計(jì)算機(jī)(5)構(gòu)成，上述元部件位置關(guān)系如下探測(cè)光源(I)發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)光衰減器(2)與準(zhǔn)直器(3)后，照射在待測(cè)激光晶體上，由所述的哈特曼傳感器(4)記錄數(shù)據(jù)送所述的 計(jì)算機(jī)(5)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2.利用權(quán)利要求I所述的側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置測(cè)量激光晶體熱焦距的方法，特征在于該方法包括下列步驟 (1)數(shù)據(jù)記錄 將激光晶體置于所述的光晶體熱焦距的測(cè)量裝置的準(zhǔn)直器(3)與哈特曼傳感器(4)之間，并使得探測(cè)光源(I)輸出光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器(3)準(zhǔn)直后，垂直于待測(cè)激光晶體端面入射；使用所述的光衰減器(2)調(diào)節(jié)探測(cè)光源(I)輸出光到合適的強(qiáng)度，以保護(hù)哈特曼傳感器(4);測(cè)量哈特曼傳感器(4)的探測(cè)平面與待測(cè)激光晶體中斷面距離為L(zhǎng) ;用哈特曼傳感器(4)記錄探測(cè)光經(jīng)激光晶體后的未泵浦時(shí)波前曲率半徑R作為參考光信息，并顯示在計(jì)算機(jī)(5)上；開(kāi)啟激光晶體泵浦光源從激光晶體側(cè)面泵浦待測(cè)激光晶體，此時(shí)再次用哈特曼傳感器(4)記錄探測(cè)光經(jīng)過(guò)所述的待測(cè)激光晶體后的加泵浦后的波前曲率半徑R1,并顯示在計(jì)算機(jī)(5)上； (2)所述的計(jì)算機(jī)(5)利用下列公式計(jì)算待測(cè)激光晶體的熱透鏡焦距fT的值
全文摘要
一種側(cè)面泵浦激光晶體熱焦距的測(cè)量裝置和測(cè)量方法，該裝置由探測(cè)光源、光衰減器、準(zhǔn)直器、哈特曼傳感器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成，上述元部件位置關(guān)系如下所述的探測(cè)光源發(fā)出的光，經(jīng)過(guò)光衰減器與準(zhǔn)直器后，照射在待測(cè)激光晶體上，由所述的哈特曼傳感器記錄數(shù)據(jù)送所述的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明利用哈特曼傳感器記錄探測(cè)光的波前變化，通過(guò)高斯光ABCD傳輸矩陣原理，計(jì)算得出激光晶體熱透鏡焦距。本發(fā)明可選用800nm到1100nm的探測(cè)光源，適用范圍廣，并具有光路簡(jiǎn)單易調(diào)整、計(jì)算方便、結(jié)果準(zhǔn)確等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102889981SQ20121039167
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月15日
發(fā)明者張若凡, 李學(xué)春, 王江峰, 姜有恩, 彭宇杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所