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
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]大型復(fù)雜激光器中，對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(jìn)而形成徑向應(yīng)力空間分布。徑向的溫度梯度會(huì)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(gè)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(duì)激光光束通過后續(xù)的光學(xué)元件帶來影響，最終對(duì)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(duì)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(diǎn)，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(bǔ)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(shí)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(duì)種子光進(jìn)行放大的至少一級(jí)放大器;采用波形監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)種子光脈沖波形和各級(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)間關(guān)系;采用能量測(cè)量單元測(cè)量激光放大器的輸出能量;根據(jù)能量測(cè)量單元測(cè)量到的輸出能量和波形監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到的時(shí)間關(guān)系，采用同步單元改變至少一級(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)間位置，以改變激光放大器的輸出能量。
[0007]本發(fā)明實(shí)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(duì)種子光進(jìn)行放大的至少一級(jí)放大器;波形監(jiān)測(cè)單元，用于監(jiān)測(cè)種子光脈沖波形和各級(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)間關(guān)系；能量測(cè)量單元，用于測(cè)量激光放大器的輸出能量;同步單元，用于改變至少一級(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)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(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)間位置，以改變激光放大器的輸出能量。
[0009]其中，各級(jí)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(shí)施例包括如下有益效果:
[0011]本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)能量測(cè)量單元測(cè)量到的輸出能量和波形監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)到的時(shí)間關(guān)系，采用同步單元改變至少一級(jí)放大器的光脈沖波形的時(shí)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(shí)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?yàn)楣ぷ麟娏骱愣?，熱透鏡、熱致退偏等熱效應(yīng)恒定，不會(huì)影響激光光束通過后續(xù)的光學(xué)元件，不會(huì)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(shí)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(shí)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(shí)間關(guān)系的示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是圖4實(shí)施例中種子光脈沖波形和各級(jí)放大器的栗浦光脈沖波形的一種時(shí)間關(guān)系的不意圖；
[0017]圖6是圖4實(shí)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(shí)間關(guān)系的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]實(shí)施例一
[0020]為便于理解，在說明本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)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(shí)間關(guān)系，對(duì)種子光能量放大的影響。
[0021]請(qǐng)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(shí)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(shí)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(shí)間關(guān)系的示意圖。
[0022]如圖1所示，坐標(biāo)軸的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示脈沖強(qiáng)度。種子光脈沖波形在放大器的栗浦光脈沖的時(shí)間寬度之前，此時(shí)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(huì)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(shí)間寬度的末尾，此時(shí)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(dá)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(qiáng)度降到激發(fā)時(shí)最大強(qiáng)度的Ι/e所需的時(shí)間稱為熒光壽命，即自由離子或晶體中離子的能級(jí)壽命，它表示粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時(shí)間。)，因此，種子光脈沖波形不能在放大器的栗浦光脈沖的時(shí)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(shí)間寬度的中部，如圖3所示，此時(shí)種子光的能量增加值在最大和最小之間。
[0025]請(qǐng)參閱圖4，圖4是本發(fā)明實(shí)施例中調(diào)節(jié)激光放大器輸出能量的裝置的一個(gè)實(shí)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(cè)單元120、能量測(cè)量單元130和同步單元140。
[0026]激光放