一种固体激光装置自动温控自动调光方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种固体激光装置自动温控自动调光方法，包括：所述激光泵浦装置(1‑1)以端泵方式发射抽运光束到激光晶体(2‑3)，获得振荡激光，所述激光从输出镜(2‑2)输出；输出激光射入探测装置(3‑1)，所述探测装置(3‑1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4‑1)，所述计算机控制系统(4‑1)根据该电学信号形成控制信号控制三维调整台。所述温控装置(2‑31)将所述激光晶体(2‑3)的温度信号输入所述计算机控制系统(4‑1)，所述计算机控制系统(4‑1)根据所述温度信号形成第四控制信号，所述第四控制信号控制所述温控装置(2‑31)的温度从而保证所述激光晶体(2‑3)的温度与预设值相符。

【技术实现步骤摘要】
一种固体激光装置自动温控自动调光方法
本专利技术涉及一种固体激光调光方法，特别是一种固体激光装置自动温控自动调光方法。
技术介绍
固体激光器的热效应问题是有史以来，限制激光器发展的重要瓶颈，特别是对于大功率激光器的发展起到了一定的制约作用，因此，激光器领域的科研工作者长久以来一直致力于为解决大功率激光器的散热问题不懈努力。现有的水冷、液氮冷却方式尽管能够在一定程度上降低激光晶体的热效应，但是，降热不均导致的晶体局部温差较大，热效应仍然明显，对于出光质量仍然具有较大影响。另外，为了获得特定波长的激光，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，要获得稳定的光学输出，就会变得比较困难，因此，对于复杂谐振腔下既要克服热效应问题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调光难的技术问题而设计的全新固体激光系统方法。本专利技术提供的一种固体激光装置自动温控自动调光方法，包括：依光路方向依次设置激光泵浦装置1-1、输入镜2-1、第一三维调整台2-11、激光晶体2-3、温控装置2-31、第二三维调整台2-32、输出镜2-2、第三三维调整台2-21、探测装置3-1以及计算机控制系统4-1；其中，所述第一三维调整台2-11用于调节所述输入镜2-1的位置，所述第三三维调整台2-21用于调节所述输出镜2-2的位置；所述激光晶体2-3和温控装置2-31位于所述第二三维调整台2-32上，所述第二三维调整台2-32用于调节所述激光晶体2-3和温控装置2-31的位置；所述激光泵浦装置1-1以端泵方式发射抽运光束到Er:YAG晶体2-3，获得的1640nm的激光，所述激光从输出镜2-2输出；输出激光射入探测装置3-1，所述探测装置3-1将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统4-1，所述计算机控制系统4-1根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一三维调整台2-11自动调节，形成第二控制信号对所述第二三维调整台2-32自动调节，形成第三控制信号对所述第三三维调整台2-21自动调节；所述温控装置2-31将所述激光晶体2-3的温度信号输入所述计算机控制系统4-1，所述计算机控制系统4-1根据所述温度信号形成第四控制信号，所述第四控制信号控制所述温控装置2-31的温度从而保证所述激光晶体2-3的温度与预设值相符。进一步的，所述温控装置2-31包括：至少一个温度传感器，用于探测激光晶体2-3的温度；冷却装置，包括：紧密包裹激光晶体2-3的热沉以及与所述热沉相连接的温控系统。进一步的，所述温控系统为水冷系统；所述计算机控制系统4-1接收到所述温度信号后，与预先存储的模拟模型比较，根据比较结果，产生水泵控制信号，根据控制信号控制水泵系统的压力进而控制冷却水的流速。进一步的，所述热沉为微通道热沉，所述微通道呈单通道蛇形设置或多通道并排设置。进一步的，所述温控系统为半导体致冷系统；所述计算机控制系统4-1接收到所述温度信号后，与预先存储的模拟模型比较，根据比较结果，产生电压控制信号，根据电压控制信号控制半导体致冷系统的温度值。进一步的，所述“根据比较结果，产生电压控制信号”包括：晶体温度值大于0℃小于10℃时，设定控制电压为40V；晶体温度值大于10℃小于45℃时，设定控制电压为52V；晶体温度值大于45℃小于60℃时，设定控制电压为69V。进一步的，所述第一三维调整台2-11、第二三维调整台2-32、第三三维调整台2-21可以进行前、后、左、右、俯以及仰六方向调节。本专利技术的有益效果：本专利技术通过对前后腔镜及激光晶体设置自动调整台，有效的解决了光学谐振腔调光的技术问题，避免了人为调节技术的缺陷，而且节约了调光成本。同时，结合现有的冷却技术，通过计算机自动温控监测系统，能够实时自动监测晶体温度，并结合模拟的晶体温度与冷却量的匹配关系，实现自动控温，从而保证了晶体温度的基本恒定，为实现稳定的光学输出创造条件，进而获得理想的光束质量。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固体激光装置自动温控自动调光方法，包括：依光路方向依次设置激光泵浦装置1-1、输入镜2-1、第一三维调整台2-11、激光晶体2-3、温控装置2-31、第二三维调整台2-32、输出镜2-2、第三三维调整台2-21、探测装置3-1以及计算机控制系统4-1；其中，所述第一三维调整台2-11用于调节所述输入镜2-1的位置，所述第三三维调整台2-21用于调节所述输出镜2-2的位置；所述激光晶体2-3和温控装置2-31位于所述第二三维调整台2-32上，所述第二三维调整台2-32用于调节所述激光晶体2-3和温控装置2-31的位置；所述激光泵浦装置1-1以端泵方式发射抽运光束到Er:YAG晶体2-3，获得的1640nm的激光，所述激光从输出镜2-2输出；输出激光射入探测装置3-1，所述探测装置3-1将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统4-1，所述计算机控制系统4-1根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一三维调整台2-11自动调节，形成第二控制信号对所述第二三维调整台2-32自动调节，形成第三控制信号对所述第三三维调整台2-21自动调节；所述温控装置2-31将所述激光晶体2-3的温度信号输入所述计算机控制系统4-1，所述计算机控制系统4-1根据所述温度信号形成第四控制信号，所述第四控制信号控制所述温控装置2-31的温度从而保证所述激光晶体2-3的温度与预设值相符。可选的，所述温控装置2-31包括：至少一个温度传感器，用于探测激光晶体2-3的温度；冷却装置，包括：紧密包裹激光晶体2-3的热沉以及与所述热沉相连接的温控系统。本实施方式所述激光泵浦装置1-1是1.9μm单掺铥Tm光纤激光器，一个1.9μm单掺铥Tm光纤激光器1-1发射的激光束通过第一耦合系统耦合后，经由平面输入镜2-1透射后入射至单掺Er或Ho的晶体2-3；晶体2-3对其入射的光纤激光束进行吸收后，产生2μm波长的激光，该2μm波长的激光入射至平凹输出镜2-2，通过平凹输出镜2-2输出Er或Ho激光；单掺Ho晶体2-3可选用Ho:YAP晶体，其通光轴为c轴，长度50mm；Ho3+掺杂浓度为0.3at.％。1.9μm单掺铥Tm光纤激光器的发射波长为1940nm，单掺Ho激光器的平凹输出镜曲率半径为-200mm，对2μm光的透过率为30％。1.9μm单掺铥Tm光纤激光器1-1由792nm的激光二极管、传导光纤、双包层光敏光纤、光纤光栅和单掺铥Tm石英光纤组成，光纤光栅设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体激光装置自动温控自动调光方法，其特征在于，包括：依光路方向依次设置激光泵浦装置(1‑1)、输入镜(2‑1)、第一三维调整台(2‑11)、激光晶体(2‑3)、温控装置(2‑31)、第二三维调整台(2‑32)、输出镜(2‑2)、第三三维调整台(2‑21)、探测装置(3‑1)以及计算机控制系统(4‑1)；其中，所述第一三维调整台(2‑11)用于调节所述输入镜(2‑1)的位置，所述第三三维调整台(2‑21)用于调节所述输出镜(2‑2)的位置；所述激光晶体(2‑3)和温控装置(2‑31)位于所述第二三维调整台(2‑32)上，所述第二三维调整台(2‑32)用于调节所述激光晶体(2‑3)和温控装置(2‑31)的位置；所述激光泵浦装置(1‑1)以端泵方式发射抽运光束到激光晶体(2‑3)，获得振荡激光，所述激光从输出镜(2‑2)输出；输出激光射入探测装置(3‑1)，所述探测装置(3‑1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4‑1)，所述计算机控制系统(4‑1)根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一三维调整台(2‑11)自动调节，形成第二控制信号对所述第二三维调整台(2‑32)自动调节，形成第三控制信号对所述第三三维调整台(2‑21)自动调节；所述温控装置(2‑31)将所述激光晶体(2‑3)的温度信号输入所述计算机控制系统(4‑1)，所述计算机控制系统(4‑1)根据所述温度信号形成第四控制信号，所述第四控制信号控制所述温控装置(2‑31)的温度从而保证所述激光晶体(2‑3)的温度与预设值相符。...

【技术特征摘要】
1.一种固体激光装置自动温控自动调光方法，其特征在于，包括：依光路方向依次设置激光泵浦装置(1-1)、输入镜(2-1)、第一三维调整台(2-11)、激光晶体(2-3)、温控装置(2-31)、第二三维调整台(2-32)、输出镜(2-2)、第三三维调整台(2-21)、探测装置(3-1)以及计算机控制系统(4-1)；其中，所述第一三维调整台(2-11)用于调节所述输入镜(2-1)的位置，所述第三三维调整台(2-21)用于调节所述输出镜(2-2)的位置；所述激光晶体(2-3)和温控装置(2-31)位于所述第二三维调整台(2-32)上，所述第二三维调整台(2-32)用于调节所述激光晶体(2-3)和温控装置(2-31)的位置；所述激光泵浦装置(1-1)以端泵方式发射抽运光束到激光晶体(2-3)，获得振荡激光，所述激光从输出镜(2-2)输出；输出激光射入探测装置(3-1)，所述探测装置(3-1)将光学信号转换成电学信号后输入计算机控制系统(4-1)，所述计算机控制系统(4-1)根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一三维调整台(2-11)自动调节，形成第二控制信号对所述第二三维调整台(2-32)自动调节，形成第三控制信号对所述第三三维调整台(2-21)自动调节；所述温控装置(2-31)将所述激光晶体(2-3)的温度信号输入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨曦凝，李林军，潘伟平，叶光超，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