一种基于数字全息技术的光束净化方法以及固体激光器技术

本发明专利技术提供一种基于数字全息的光束净化方法以及固体激光器，固体激光器包括：第一偏振分束棱镜，对一信标光进行反射，输出信标光的反射光；多个激光放大级，对信标光的反射光进行放大，输出带有相位畸变信息的放大光；第二偏振分束棱镜，用于对带有相位畸变信息的放大光进行反射，输出反射光；CCD，用于投射所述反射光以及一参考光，并对反射光以及参考光进行干涉，得到数字全息图像；空间光调制器，在一出射光的照射下根据所述的数字全息图像输出带有共轭相位分布特性的本振光；第二偏振分束棱镜、多个激光放大级、第一偏振分束棱镜。本发明专利技术无需对强激光波前进行相位控制，避免了光学元件的热畸变和热损伤，适合高功率固体激光器中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字全息技术的光束净化方法以及固体激光器
本专利技术关于激光器
，特别是关于固体激光器的光束净化技术，具体的讲是一种基于数字全息技术的光束净化方法以及固体激光器。
技术介绍
近年来，高亮度固体激光技术取得了重大突破，其具有结构紧凑、体积小巧、电力驱动、无污染、成本低廉、连续发射能力强等诸多优势，并在工业加工、国防军事和科学研究等领域有非常广泛的应用需求。当前，单增益模块的高光束质量固体激光器的功率水平在数千瓦量级，即使采用主振荡-功率放大结构技术，单口径近衍射极限输出的固体激光链路平均功率也只能达到数十千瓦量级。哈特曼波前传感-变形镜波前校正是成熟的激光波前校正技术，通过实时连续测定激光出射波前的相位畸变，作为波前校正器的变形镜提供控制信号，进而提高发射激光光束质量。但是现有技术中的激光波前校正技术均用到变形镜、倾斜镜等，由于变形镜、倾斜镜的像元较大，分辨率低，填充因子低，对高阶波前畸变的校正效果较差。
技术实现思路
为了解决现有技术中的激光波前校正技术均用到变形镜、倾斜镜等，由于变形镜、倾斜镜的像元较大，分辨率低，填充因子低，对高阶波前畸变的校正效果较差的难题，本专利技术提供了一种基于数字全息技术的光束净化方法以及固体激光器，利用偏振分束棱镜、多个激光放大级获得激光放大级中由于激光介质热透镜效应、系统误差带来的畸变并通过CCD记录在数字全息图像中，随后将该数字全息图像加载到空间光调制器上，通过出射光照射得到的共轭再现光作为本振光进入放大级，经逐级放大后得到高质量的激光输出，无需对强激光波前进行相位控制，避免了光学元件的热畸变和热损伤，适合高功率激光系统中的应用。本专利技术的目的之一是，提供了一种基于数字全息技术的光束净化固体激光器，所述的固体激光器包括：第一偏振分束棱镜，用于对一信标光进行反射，输出所述信标光的反射光；多个激光放大级，用于对所述信标光的反射光进行放大，输出带有相位畸变信息的放大光；第二偏振分束棱镜，用于对带有相位畸变信息的放大光进行反射，输出反射光；图像传感器CCD，用于投射所述反射光以及一参考光，并对所述的反射光以及参考光进行干涉，得到数字全息图像；所述的空间光调制器，用于在一出射光的照射下根据所述的数字全息图像输出带有共轭相位分布特性的本振光；第二偏振分束棱镜，用于对所述的带有共轭相位分布特性的本振光进行透射；多个激光放大级，用于对所述第二偏振分束棱镜透射后的本振光进行放大，输出放大光；第一偏振分束棱镜，用于对放大光进行透射后输出。优选的，所述的固体激光器还包括：激光器，用于输出激光束；耦合器，与所述的激光器相连接，用于将所述的激光束分光为一信标光和一参考光。优选的，所述的耦合器为光纤耦合器。优选的，所述信标光和参考光的偏振方向垂直于纸面。优选的，所述的固体激光器还包括：主振荡激光器，用于输出一出射光。优选的，所述出射光的偏振方向平行于纸面。优选的，设所述参考光与CCD的夹角为第一夹角，所述出射光与空间光调制器的夹角为第二夹角，则所述的第一夹角与第二夹角度数相同。优选的，所述的多个激光放大级的个数为1个或2个或4个或6个。优选的，所述的固体激光器还包括：控制机，用于获取所述的数字全息图像，并将所述的数字全息图像发送至空间光调制器。本专利技术的目的之一是，提供了一种基于数字全息技术的光束净化方法，所述的方法包括：第一偏振分束棱镜对一信标光进行反射，输出所述信标光的反射光；多个激光放大级对所述信标光的反射光进行放大，输出带有相位畸变信息的放大光；第二偏振分束棱镜对带有相位畸变信息的放大光进行反射，输出反射光；图像传感器CCD投射所述反射光以及一参考光，并对所述的反射光以及参考光进行干涉，得到数字全息图像；空间光调制器在一出射光的照射下根据所述的数字全息图像输出带有共轭相位分布特性的本振光；第二偏振分束棱镜对所述的带有共轭相位分布特性的本振光进行透射；多个激光放大级对所述第二偏振分束棱镜透射后的本振光进行放大，输出放大光；第一偏振分束棱镜对放大光进行透射，输出光束净化后的光束。优选的，所述的方法还包括：激光器输出激光束；耦合器将所述的激光束分光为一信标光和一参考光。优选的，所述的耦合器为光纤耦合器。优选的，所述信标光和参考光的偏振方向垂直于纸面。优选的，所述的方法还包括：主振荡激光器输出一出射光。优选的，所述出射光的偏振方向平行于纸面。优选的，设所述参考光与CCD的夹角为第一夹角，所述出射光与空间光调制器的夹角为第二夹角，则所述的第一夹角与第二夹角度数相同。优选的，所述的多个激光放大级的个数为1个或2个或4个或6个。优选的，所述的方法还包括：控制机获取所述的数字全息图像，并将所述的数字全息图像发送至空间光调制器。本专利技术的有益效果在于，提供了一种基于数字全息技术的光束净化方法以及固体激光器，利用偏振分束棱镜、多个激光放大级获得激光放大级中由于激光介质热透镜效应、系统误差带来的畸变并通过CCD记录在数字全息图像中，随后将该数字全息图像加载到空间光调制器上，通过主振荡激光器照射得到的共轭再现光作为本振光进入放大级，经逐级放大后得到高质量的激光输出，无需对强激光波前进行相位控制，避免了光学元件的热畸变和热损伤，适合高功率激光系统中的应用。采用“数字记录-光学再现”的数字全息方法，提高了数字全息记录和再现速度，适合自适应光学应用。用CCD进行数字全息图采集，具有快速、实时、全视场的特点，和传统的哈特曼波前传感器采集波前数据相比，分辨率大大提高，从而可以精确探测出高阶波前畸变。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化方法的实施方式一的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化方法的实施方式二的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化方法的实施方式三的流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化方法的实施方式四的流程图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化固体激光器的实施方式一的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化固体激光器的实施方式一的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化固体激光器的实施方式一的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种基于数字全息技术的光束净化固体激光器的实施方式一的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术针对现有技术中的激光波前校正技术均用到变形镜、倾斜镜等，由于变形镜、倾斜镜的像元较大，分辨率低，填充因子低，对高阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述的固体激光器包括：第一偏振分束棱镜，用于对一信标光进行反射，输出所述信标光的反射光；多个激光放大级，用于对所述信标光的反射光进行放大，输出带有相位畸变信息的放大光；第二偏振分束棱镜，用于对带有相位畸变信息的放大光进行反射，输出反射光；图像传感器CCD，用于投射所述反射光以及一参考光，并对所述的反射光以及参考光进行干涉，得到数字全息图像；空间光调制器，用于在一出射光的照射下根据所述的数字全息图像输出带有共轭相位分布特性的本振光；第二偏振分束棱镜，用于对所述的带有共轭相位分布特性的本振光进行透射；多个激光放大级，用于对所述第二偏振分束棱镜透射后的本振光进行放大，输出放大光；第一偏振分束棱镜，用于对放大光进行透射后输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述的固体激光器包括：激光器，用于输出激光束；耦合器，与所述的激光器相连接，用于将所述的激光束分光为一信标光和一参考光；第一偏振分束棱镜，用于对所述信标光进行反射，输出所述信标光的反射光；多个激光放大级，用于对所述信标光的反射光进行放大，输出带有相位畸变信息的放大光；第二偏振分束棱镜，用于对带有相位畸变信息的放大光进行反射，输出反射光；图像传感器CCD，用于投射所述反射光以及所述参考光，并对所述的反射光以及参考光进行干涉，得到数字全息图像；空间光调制器，用于在一出射光的照射下根据所述的数字全息图像输出带有共轭相位分布特性的本振光；第二偏振分束棱镜，用于对所述的带有共轭相位分布特性的本振光进行透射；多个激光放大级，用于对所述第二偏振分束棱镜透射后的本振光进行放大，输出放大光；第一偏振分束棱镜，用于对放大光进行透射后输出。2.根据权利要求1所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述的耦合器为光纤耦合器。3.根据权利要求1所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述信标光和参考光的偏振方向垂直于纸面。4.根据权利要求1所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述的固体激光器还包括：主振荡激光器，用于输出一出射光。5.根据权利要求4所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述出射光的偏振方向平行于纸面。6.根据权利要求1或4所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是：设所述参考光与CCD的夹角为第一夹角，所述出射光与空间光调制器的夹角为第二夹角，则所述的第一夹角与第二夹角度数相同。7.根据权利要求6所述的基于数字全息技术的固体激光器，其特征是，所述的多个激光放大级的个数为1个或2个或4个或6个。8.根据权利要求7所述的基于数字全息技术的固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亦卓，胡文华，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11