激光增益模块关键性能测试装置制造方法及图纸

一种激光增益模块关键性能测试装置，其构成包括：二分之一波片、第一偏振分光棱镜、扩束器、第一光阑、待测激光增益模块、第一透镜、第一45度全反镜、第一45度半反镜、第二可变口径光阑、第二透镜、波前传感器、第三45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜、第三45度全反镜、测试图像传感器及偏振分析测试器，所述测试装置可测试待测激光增益模块的二维增益分布、二维波前分布及二维热褪偏分布。本发明专利技术具有激光增益模块性能测试全面、测试通用性强、测试装置结构紧凑等特点。

Key Performance Testing Device for Laser Gain Module

A key performance testing device for laser gain module consists of a half-wave plate, a first polarization beam splitter, a beam expander, a first aperture, a laser gain module to be measured, a first lens, a first 45-degree total reflector, a first 45-degree semi-reflector, a second variable aperture aperture, a second lens, a wavefront sensor, a third 45-degree total reflector, a third variable aperture aperture, and a third variable aperture aperture. Lens, second 45 degree semi-reflector, third 45 degree total reflector, test image sensor and polarization analyzer tester. The tester can test two-dimensional gain distribution, two-dimensional wavefront distribution and two-dimensional thermal fading distribution of the laser gain module to be measured. The laser gain module has the characteristics of comprehensive performance test, strong universality of test and compact structure of test device.

【技术实现步骤摘要】
激光增益模块关键性能测试装置
本专利技术涉及固体激光放大
，特别是一种激光增益模块关键性能测试技术。
技术介绍
随着固体激光技术的发展，激光系统需要实现大能量、高功率、高光束质量等指标的激光脉冲输出。激光增益模块是其中影响光束质量的关键模块单元，对关键模块的性能进行全面深入系统的测试，为整体激光系统性能控制起到关键支撑作用。固体激光系统增益介质主要包含透射式棒状或者片状固体结构，以及反射式等，这里主要关注透射式固体增益介质。激光增益模块二维增益分布是影响光束近场的主要因素，详细测试激光增益模块二维增益分布可以为激光近场预测及近场预补偿提供支持。激光增益模块热效应是导致固体激光系统光束质量恶化的关键因素，尤其是对于重频固体激光器及放大器系统。固体激光增益介质中热效应会导致热透镜效应、热致褪偏效应、及热致波前畸变，详细测试激光增益模块热效应分布(热波前及热褪偏)分布也具有关键支撑作用。现有测试技术，主要包含单独测试增益性能，或者采用不同设备分别对激光增益模块进行增益分布、热致褪偏分布、及热致波前分布进行测试，暂无装置给出详细的热褪偏测试及分析方法与步骤，在实验测试方面存在复杂性及不确定性，难以统一化、标准化。
技术实现思路
本专利技术是提供一种激光增益模块关键性能测试装置，该装置具有激光增益模块性能测试全面、测试通用性强、测试装置结构紧凑等特点。本专利技术的技术解决方案如下：一种激光增益模块关键性能测试装置，特点在于其构成包括：二分之一波片、第一偏振分光棱镜、扩束器、第一光阑、待测激光增益模块、第一透镜、第一45度全反镜、第一45度半反镜、第二可变口径光阑、第二透镜、波前传感器、第二45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜、第三45度全反镜、测试图像传感器及偏振分析测试器；输入的垂直线偏振激光脉冲依次经所述的二分之一波片、第一偏振分光棱镜、扩束器、第一光阑、待测激光增益模块、第一透镜、第一45度半反镜，该第一45度半反镜将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向依次是第二可变口径光阑、第二透镜、波前传感器；在所述的透射光方向依次经第二45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜，该第二45度半反镜又将入射光分为反射光和透射光，在该反射光方向依次是第三45度反射镜和测试图像传感器；在该透射光方向是所述的偏振分析测试器；所述的第一光阑为硬边可变口径光阑或适合于待测激光增益模块通过口径的固定口径软边光阑；所述的待测激光增益模块为固体激光增益介质，为透射式棒状或者片状。所述的波前传感器感光靶面与待测激光增益模块的增益介质后端面互为共轭像面。所述的图像传感器感光靶面与待测激光增益模块的增益介质后端面互为共轭像面。所述的偏振分析测试器由依次的二分之一波片、偏振分光棱镜及图像传感器构成。所述的垂直线偏振注入激光为脉冲光束，可为调Q激光器输出或再生激光放大器输出线偏振光束，一般应为符合增益介质中心放大波长窄线宽单模激光器输出；所述的扩束器元件为10倍扩束器，但光束扩束倍数可以依据实际测试通光口径调整。所述的待测激光增益模块为透射式棒状或者片状增益介质，通光口径范围为4mm-30mm，通过调整扩束器放大倍数，可实现不同口径增益介质测量；所述的第二可变口径光阑和第三可变口径光阑为空间滤波用硬边可变小孔光阑，抑制空间高频成分，进行空间滤波；所述的滤光片为吸收型窄带滤光片，分别起到衰减光束及滤除杂散光(氙灯散射光束或增益介质自发辐射荧光)作用；所述的波前传感器系统包含波前传感器探测器、相对应的控制计算机、及配套控制软件；所述的测试图像传感器CCD包含图像传感器、相对应的控制计算机、及配套控制软件；所述的偏振分析测试器包含具有一维平移的二分之一波片、偏振分光棱镜、图像传感器、相对应的控制计算机、及配套控制软件组成；本专利技术利用同步信号发生器同步控制激光增益模块泵浦电源触发时间和光脉冲到达时间，实现光信号脉冲放大。与现有技术相比，本专利技术具有如下效果：本专利技术具有激光增益模块关键性能测试全面，可以分别测试二维增益分布、二维热褪偏分布、及二维热波前分布；本专利技术测试通用性强，可以适用于不同口径、不同形状(棒状或者片状)增益模块关键性能测试；本专利技术装置结构紧凑，使用方便，整体置于小型光学平台具有可移动性。附图说明图1为激光增益模块关键性能测试装置结构示意图；图2为偏振分析测试器结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进一步说明。但不应以此限制本专利技术的保护范围。先请参阅图1，图1为本专利技术激光增益模块关键性能测试装置实施例1结构示意图，由图可见，本专利技术构成包括：垂直线偏振激光脉冲依次经所述的二分之一波片、第一偏振分光棱镜、扩束器、第一光阑、待测激光增益模块、第一透镜、第一45度半反镜，然后依据测试目的(测试波前、增益、或热褪偏)分为三个方向：方向一，测试波前分布，垂直线偏振光脉冲依次经过第二可变口径光阑、第二透镜、波前传感器；方向二，测试增益分布，依次经过第二45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜、第三45度全反镜、测试图像传感器；方向三，测试热褪偏分布，依次经过第二45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜、偏振分析测试器；所述的垂直线偏振注入激光为脉冲光束，可为调Q激光器输出或再生激光放大器输出线偏振光束，一般应为符合增益介质中心放大波长窄线宽单模激光输出；所述的扩束器元件为10倍扩束器，但光束扩束倍数可以依据实际测试增益介质通光口径调整。所述的第一光阑为硬边可变光阑或适合于待测激光增益模块通光口径的固定口径软边光阑；所述的待测激光增益模块为透射式棒状或者片状增益介质，通光口径范围为4mm-30mm，通过调整不同扩束器光束，可实现不同口径测量；所述的第二可变口径光阑和第三可变口径光阑为空间滤波用硬边可变小孔光阑，抑制空间高频成分，进行空间滤波；所述的滤光片为吸收型窄带滤光片，分别起到衰减光束及滤除杂散光(氙灯散射光束或增益介质自发辐射荧光)作用；所述的波前传感器系统包含波前传感器探测器、相对应的控制计算机、及配套控制软件组成；所述的测试图像传感器CCD包含图像传感器、相对应的控制计算机、及配套控制软件组成；所述的偏振分析测试器构成可以参考图2，包含具有一维平移的二分之一波片、偏振分光棱镜、图像传感器、相对应的控制计算机、及配套控制软件组成；本专利技术利用同步信号发生器同步控制激光增益模块泵浦电源触发时间和光脉冲到达时间，实现激光信号脉冲放大。下面结合图1，详细说明激光增益模块不同性能测试方法与步骤：垂直线偏振激光脉冲依次经所述的二分之一波片、第一偏振分光棱镜、扩束器、第一光阑、待测激光增益模块、第一透镜、第一45度半反镜，然后依据测试目的(测试波前、增益、或热褪偏)分为三个方向：方向一，测试波前分布，垂直线偏振光脉冲依次经过第二可变口径光阑、第二透镜，进入波前传感器。利用波前传感器可测试波前二维分布，得到二维波前分布数据，波前分布包含光束空间相位信息，可从中分析得出热透镜大小；方向二，测试增益分布，依次经过第二45度全反镜、第三可变口径光阑、第三透镜、第二45度半反镜、第三45度全反镜、测试图像传感器。分别测试放大(Iamplify)和无放大(Isignal)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光增益模块关键性能测试装置，特征在于其构成包括：二分之一波片(1)、第一偏振分光棱镜(2)、扩束器(3)、第一光阑(4)、待测激光增益模块(5)、第一透镜(6)、第一45度全反镜(7)、第一45度半反镜(8)、第二可变口径光阑(9)、第二透镜(10)、波前传感器(11)、第二45度全反镜(12)、第三可变口径光阑(13)、第三透镜(14)、第二45度半反镜(15)、第三45度全反镜(16)、测试图像传感器(17)及偏振分析测试器(18)；输入的垂直线偏振激光脉冲依次经所述的二分之一波片(1)、第一偏振分光棱镜(2)、扩束器(3)、第一光阑(4)、待测激光增益模块(5)、第一透镜(6)、第一45度半反镜(8)，该第一45度半反镜(8)将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向依次是第二可变口径光阑(9)、第二透镜(10)、波前传感器(11)；在所述的透射光方向依次经第二45度全反镜(12)、第三可变口径光阑(13)、第三透镜(14)、第二45度半反镜(15)，该第二45度半反镜(15)又将入射光分为反射光和透射光，在该反射光方向依次是第三45度反射镜(16)和测试图像传感器(17)；在该透射光方向是所述的偏振分析测试器(18)；所述的第一光阑(4)为硬边可变口径光阑或适合于待测激光增益模块(5)通过口径的固定口径软边光阑；所述的待测激光增益模块(5)为固体激光增益介质，为透射式棒状或者片状。...

【技术特征摘要】
1.一种激光增益模块关键性能测试装置，特征在于其构成包括：二分之一波片(1)、第一偏振分光棱镜(2)、扩束器(3)、第一光阑(4)、待测激光增益模块(5)、第一透镜(6)、第一45度全反镜(7)、第一45度半反镜(8)、第二可变口径光阑(9)、第二透镜(10)、波前传感器(11)、第二45度全反镜(12)、第三可变口径光阑(13)、第三透镜(14)、第二45度半反镜(15)、第三45度全反镜(16)、测试图像传感器(17)及偏振分析测试器(18)；输入的垂直线偏振激光脉冲依次经所述的二分之一波片(1)、第一偏振分光棱镜(2)、扩束器(3)、第一光阑(4)、待测激光增益模块(5)、第一透镜(6)、第一45度半反镜(8)，该第一45度半反镜(8)将入射光分为反射光和透射光，在所述的反射光方向依次是第二可变口径光阑(9)、第二透镜(10)、波前传感器(11)；在所述的透射光方向依次经第二45度全反镜(12)、第三可变口径光阑(13)、第三透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王江峰，郭江涛，卢兴华，夏刚，王小琴，李学春，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31