一种多重脉宽压缩固体激光系统技术方案

技术编号:17782808 阅读:36 留言:0更新日期:2018-04-22 13:16
本发明专利技术涉及一种多重脉宽压缩固体激光系统,包括:第一激光泵浦装置(1‑1)、第二激光泵浦装置(1‑2)、输入镜(2‑1)、输出镜(2‑2)、激光晶体(2‑3)、全反射镜(2‑4)、选模装置(2‑5);第一脉宽压缩装置(3‑1)、第二脉宽压缩装置(3‑2)、第三脉宽压缩装置(3‑3)以及第四脉宽压缩装置(3‑4)。计算机控制系统(4‑2),所述示波器(4‑1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4‑2),计算机控制系统(4‑2)根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置(3‑1)、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置(3‑3)以及形成第四控制信号对第四脉宽压缩装置(3‑4)进行自动调节,从而获得皮米级脉宽激光输出。

【技术实现步骤摘要】
一种多重脉宽压缩固体激光系统
本专利技术涉及一种固体激光发生装置,特别是一种多重脉宽压缩固体激光系统。
技术介绍
随着固体激光器技术的发展,光束质量的需求越来越迫切,其中包括光束能量、峰值功率、脉宽等,而窄脉宽的激光在气体检测等领域具有十分紧迫的需要,而目前的单一脉宽压缩技术,远远不能满足实际应用中对窄脉宽激光技术的需求。另外,为了获得特定脉宽的激光,往往需要设计较为复杂的光学谐振腔,而这些腔型结构复杂,对光路调节技术要求较高,因此,要获得稳定的窄脉宽激光输出,就会变得比较困难,因此,对于复杂谐振腔下既要获得窄脉宽激光又要解决光路调节问题就变得十分迫切。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有复杂谐振腔下窄脉宽及调光难的技术问题而设计的全新固体激光系统方案。本专利技术提供的一种多重脉宽压缩固体激光系统,包括:第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2、输入镜2-1、输出镜2-2、激光晶体2-3、全反射镜2-4、选模装置2-5;其中,第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2以双端泵浦的方式发射抽运光束到激光晶体2-3,获得的2μm的振荡光束,所述2μm振荡光束经选模装置2-5后从输出镜2-2输出;第一脉宽压缩装置3-1、第二脉宽压缩装置3-2、第三脉宽压缩装置3-3以及第四脉宽压缩装置3-4,其中,所述第一脉宽压缩装置3-1、第二脉宽压缩装置3-2分别位于第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2与谐振腔之间,用于对输入泵浦光线宽进行第一次脉宽压缩;第三脉宽压缩装置3-3位于谐振腔内,位于所述选模装置2-5与输出镜2-2之间,用于对振荡光线宽进行第二次压缩;第四脉宽压缩装置3-4位于所述输出镜2-2与示波器4-1之间,用于对输出激光线宽进行第三次压缩;计算机控制系统4-2,所述示波器4-1将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统4-2,计算机控制系统4-2根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置3-1、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置3-2、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置3-3以及形成第四控制信号对第四脉宽压缩装置3-4进行自动调节,从而获得皮米级脉宽激光输出。进一步的,所述第一脉宽压缩装置3-1包括:第一转动调整台,该第一转动调整台具有微米级步进电控系统;石墨烯布拉格光栅,位于所述第一转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第一转动调整台的转动下进行微米级角度调整;所述第二脉宽压缩装置3-2包括:第二转动调整台,该第二转动调整台具有微米级步进电控系统;石墨烯布拉格光栅,位于所述第二转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第二转动调整台的转动下进行微米级角度调整;第三脉宽压缩装置3-3包括:第三转动调整台,该第三转动调整台具有微米级步进电控系统;F-P标准具,位于所述第三转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第三转动调整台的转动下进行微米级角度调整;所述第四脉宽压缩装置3-4包括:第四转动调整台,该第四转动调整台具有微米级步进电控系统;石墨烯布拉格光栅,位于所述第四转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第四转动调整台的转动下进行微米级角度调整;进一步的,所述计算机控制系统4-2接收到示波器4-1的信号后,与预先存储的模拟模型比较,根据比较结果,同时产生第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号、第四控制信号,分别对所述第一脉宽压缩装置3-1、第二脉宽压缩装置3-2、第三脉宽压缩装置3-3、第四脉宽压缩装置3-4同时进行自动调节。进一步的,所述第一转动调整台、第二转动调整台、第三转动调整台以及第四转动调整台可以进行前、后、左、右、俯以及仰六方向调节。进一步的,全反射镜2-4镀2μm波段激光高反膜,且2μm波段激光反射率大于或等于99.8%,且外侧面镀有泵浦光高透膜,且泵浦光透过率大于或等于97%。进一步的,所述2μm输出镜2-2为直径为6mm-112mm、曲率半径为150mm-250mm的平凹镜,且凹面侧镀有2μm波段激光透过率50%的膜,平面侧镀有2μm波段激光高透膜,该高透膜对于2μm波段激光的透过率大于或等于99.7%。本专利技术的有益效果:本专利技术为了获得极窄脉宽的大功率固体激光装置,采用腔内双晶体以及双末端泵浦结构,并采用三级脉宽压缩装置,并且使脉宽压缩装置分别位于泵浦侧、谐振腔内、输出侧,进行三级的压缩,获得极窄的压缩技术,通过第一级的压缩,获得纳米级的脉宽信号,并调整角度,进一步采用第二级、第三级的脉宽压缩,最终获得了理想的皮米级的输出光,在实现过程中,一方面通过控制泵浦光的输出光功率,另一方面通过自动调节多个脉宽压缩器件的角度参数,能够方便的获得理想的脉宽输出。结合计算机精确控制系统,使得整个激光器在自动调节的前提下,能够实现皮米级窄脉宽的激光输出,而且可以实现完全自动调节,方便高效。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术所述的室温条件下固体激光发生装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。如图1所示,本专利技术提供的一种多重脉宽压缩固体激光系统,包括:第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2、输入镜2-1、输出镜2-2、激光晶体2-3、全反射镜2-4、选模装置2-5;其中,第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2以双端泵浦的方式发射抽运光束到激光晶体2-3,获得的2μm的振荡光束,所述2μm振荡光束经选模装置2-5后从输出镜2-2输出;第一脉宽压缩装置3-1、第二脉宽压缩装置3-2、第三脉宽压缩装置3-3以及第四脉宽压缩装置3-4,其中,所述第一脉宽压缩装置3-1、第二脉宽压缩装置3-2分别位于第一激光泵浦装置1-1、第二激光泵浦装置1-2与谐振腔之间,用于对输入泵浦光线宽进行第一次脉宽压缩;第三脉宽压缩装置3-3位于谐振腔内,位于所述选模装置2-5与输出镜2-2之间,用于对振荡光线宽进行第二次压缩;第四脉宽压缩装置3-4位于所述输出镜2-2与示波器4-1之间,用于对输出激光线宽进行第三次压缩;计算机控制系统4-2,所述示波器4-1将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统4-2,计算机控制系统4-2根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置3-1、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置3-2、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置3-3以及形成第四控制信号对第四脉宽压缩装置3-4进行自动调节,从而获得皮米级脉宽激光输出。优选的,所述第一脉宽压缩装置3-1包括:第一转动调整台,该第一转动调整台具有微米级步进电控系统;石墨烯布拉格光栅,位于所述第一转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第一转动调整台的转动下进行微米级角度调整;所述第二脉宽压缩装置3-2包本文档来自技高网...
一种多重脉宽压缩固体激光系统

【技术保护点】
一种多重脉宽压缩固体激光系统,其特征在于,包括:第一激光泵浦装置(1‑1)、第二激光泵浦装置(1‑2)、输入镜(2‑1)、输出镜(2‑2)、激光晶体(2‑3)、全反射镜(2‑4)、选模装置(2‑5);其中,第一激光泵浦装置(1‑1)、第二激光泵浦装置(1‑2)以双端泵浦的方式发射抽运光束到激光晶体(2‑3),获得的2μm的振荡光束,所述2μm振荡光束经选模装置(2‑5)后从输出镜(2‑2)输出;第一脉宽压缩装置(3‑1)、第二脉宽压缩装置(3‑2)、第三脉宽压缩装置(3‑3)以及第四脉宽压缩装置(3‑4),其中,所述第一脉宽压缩装置(3‑1)、第二脉宽压缩装置(3‑2)分别位于第一激光泵浦装置(1‑1)、第二激光泵浦装置(1‑2)与谐振腔之间,用于对输入泵浦光线宽进行第一次脉宽压缩;第三脉宽压缩装置(3‑3)位于谐振腔内,位于所述选模装置(2‑5)与输出镜(2‑2)之间,用于对振荡光线宽进行第二次压缩;第四脉宽压缩装置(3‑4)位于所述输出镜(2‑2)与示波器(4‑1)之间,用于对输出激光线宽进行第三次压缩;计算机控制系统(4‑2),所述示波器(4‑1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4‑2),计算机控制系统(4‑2)根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置(3‑1)、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置(3‑2)、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置(3‑3)以及形成第四控制信号对第四脉宽压缩装置(3‑4)进行自动调节,从而获得皮米级脉宽激光输出。...

【技术特征摘要】
1.一种多重脉宽压缩固体激光系统,其特征在于,包括:第一激光泵浦装置(1-1)、第二激光泵浦装置(1-2)、输入镜(2-1)、输出镜(2-2)、激光晶体(2-3)、全反射镜(2-4)、选模装置(2-5);其中,第一激光泵浦装置(1-1)、第二激光泵浦装置(1-2)以双端泵浦的方式发射抽运光束到激光晶体(2-3),获得的2μm的振荡光束,所述2μm振荡光束经选模装置(2-5)后从输出镜(2-2)输出;第一脉宽压缩装置(3-1)、第二脉宽压缩装置(3-2)、第三脉宽压缩装置(3-3)以及第四脉宽压缩装置(3-4),其中,所述第一脉宽压缩装置(3-1)、第二脉宽压缩装置(3-2)分别位于第一激光泵浦装置(1-1)、第二激光泵浦装置(1-2)与谐振腔之间,用于对输入泵浦光线宽进行第一次脉宽压缩;第三脉宽压缩装置(3-3)位于谐振腔内,位于所述选模装置(2-5)与输出镜(2-2)之间,用于对振荡光线宽进行第二次压缩;第四脉宽压缩装置(3-4)位于所述输出镜(2-2)与示波器(4-1)之间,用于对输出激光线宽进行第三次压缩;计算机控制系统(4-2),所述示波器(4-1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4-2),计算机控制系统(4-2)根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置(3-1)、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置(3-2)、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置(3-3)以及形成第四控制信号对第四脉宽压缩装置(3-4)进行自动调节,从而获得皮米级脉宽激光输出。2.根据权利要求1所述的固体激光系统,其特征在于,所述第一脉宽压缩装置(3-1)包括:第一转动调整台,该第一转动调整台具有微米级步进电控系统;石墨烯布拉格光栅,位于所述第一转动调整台上,处于光路中心,能够在所述第一转动调整台的转动下进行微米级角度调整;所述第二脉宽压缩装...

【专利技术属性】
技术研发人员:李林军段小明杨玉强杨曦凝白云峰谢文强周龙
申请(专利权)人:黑龙江工程学院
类型:发明
国别省市:黑龙江,23

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