激光脉冲控制系统及激光脉冲控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种激光脉冲控制系统及激光脉冲控制方法。该激光脉冲控制系统通过种子源提供第一偏振脉冲，隔离模块通过隔离处理，使得第一偏振脉冲转换成能够入射至再生放大器的第二偏振脉冲以使再生放大器对脉冲进行不同模式的偏振转换及放大，获取不同脉冲数目和能量的单一脉冲或脉冲串并通过隔离模块输出至外部，从而根据实际需要以简单的结构实现不同模式间的灵活切换，便于用户使用，更加符合激光加工的需求。

Laser pulse control system and laser pulse control method

【技术实现步骤摘要】
激光脉冲控制系统及激光脉冲控制方法
本专利技术涉及激光控制领域，特别是涉及一种激光脉冲控制系统及激光脉冲控制方法。
技术介绍
超快激光器是激光加工等诸多领域的关键技术。激光加工过程中热累积对目标位置周围材料带来的损伤，以及高激光强度引起的材料更为显著的非线性效应，使得加工质量和效率明显及降低。为了改善上述情况，示例性的方式有多种，例如通过选择突发模式超快激光器加工透明材料，降低激光成丝阈值，加长光束焦深范围，从而减小目标加工位置周围多余热量堆积，提高加工效率；例如基于外部信号调制得到突发脉冲，再经过偏振元件导入再生放大谐振腔进行放大，所获得突发内的脉冲间隔等于种子脉冲间隔，脉冲能量由外部信号调制；又例如基于主振荡功率放大系统突发模式超快激光器，包括两级啁啾脉冲放大和两级主振荡功率放大。然而，上述示例性的方式获得突发脉冲的形式不够灵活，用户不便于控制，并且例如主振荡功率放大系统突发模式超快激光器，其结构复杂，成本较高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种脉冲形式灵活、结构简单且便于用户控制的激光脉冲控制系统及激光脉冲控制方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种激光脉冲控制系统，包括：种子源，设置为提供第一偏振脉冲；隔离模块，设置为对第一偏振脉冲进行隔离处理，获得垂直于第一偏振脉冲的第二偏振脉冲，输出至再生放大器；或对接收的第二偏振脉冲输出至外部；再生放大器，设置为根据电压时序在第一脉冲模式或第二脉冲模式下对所述第二偏振脉冲进行对应的偏振转换及放大处理，获得对应的单一脉冲或脉冲串并输出至所述隔离模块。在其中一种实施例中，所述隔离模块包括在光路中依次设置的第一反射元件、第一偏振元件、半波片、隔离器、第二反射元件以及第三反射元件。在其中一种实施例中，所述再生放大器包括：第二偏振元件，设置为透射第一偏振脉冲，反射第二偏振脉冲；第一全反射元件，设置为对入射的偏振脉冲进行全反射；增益调节单元，设置为接收所述第二偏振元件透射的第一偏振脉冲，进行放大后输出至所述第二偏振元件；第一电光调制元件，设置在所述第二偏振元件和所述第一全反射元件的光路之间，设置为在施加λ/2波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲偏转90°，在施加λ/4波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲，在施加电压为0时对入射的偏振脉冲维持当前偏振状态。在其中一种实施例中，所述再生放大器还包括：λ/4波片，设置在所述第二偏振元件和所述第一电光调制元件的光路之间，设置为对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲。在其中一种实施例中，所述再生放大器还包括：第二电光调制元件，设置在所述第一电光调制元件和所述第一全反射元件的光路之间，设置为在λ/2波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲偏转90°，在施加λ/4波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲，在施加电压为0时对入射的偏振脉冲维持当前偏振状态。在其中一种实施例中，所述再生放大器还包括：第三偏振元件，设置为透射第一偏振脉冲，反射第二偏振脉冲；第二全反射元件，设置为接收所述第三偏振元件透射的第一偏振脉冲，反射回所述第三偏振元件；第四反射元件，设置为接收第三电光调制元件输出的脉冲，反射至所述第三偏振元件；或接收所述第三偏振元件反射的第二偏振脉冲，反射至所述第三电光调制元件；第三电光调制元件，设置为接收所述第二偏振元件出射的脉冲或接收所述第四反射元件反射的脉冲，在λ/2波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲偏转90°，在施加λ/4波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲，在施加电压为0时对入射的偏振脉冲维持当前偏振状态。在其中一种实施例中，所述增益调节单元包括：第一曲面反射元件，设置为接收所述第二偏振元件透射的第一偏振脉冲；第二曲面反射元件，与所述第一曲面反射元件相对设置，设置为接收所述第一曲面反射元件反射的第一偏振脉冲，并反射至第二全反射元件；第三全反射元件，设置为接收所述第二曲面反射元件反射的第一偏振脉冲，并反射回所述第二曲面反射元件；增益元件，设置在所述第一曲面反射元件和所述第二曲面反射元件的光路之间，设置为所述第一曲面反射元件和所述第二曲面反射元件的光路之间的第一偏振脉冲进行放大。一种激光脉冲控制方法，基于如上所述的激光脉冲控制系统，包括：提供第一偏振脉冲；对第一偏振脉冲进行隔离处理，获得垂直于第一偏振脉冲的第二偏振脉冲；根据电压时序在第一脉冲模式或第二脉冲模式下对所述第二偏振脉冲进行对应的偏振转换及放大处理，获得对应的单一脉冲或脉冲串并输出。上述激光脉冲控制系统，通过种子源提供第一偏振脉冲，隔离模块通过隔离处理，使得第一偏振脉冲转换成能够入射至再生放大器的第二偏振脉冲以使再生放大器对脉冲进行不同模式的偏振转换及放大，获取不同脉冲数目和能量的单一脉冲或脉冲串并通过隔离模块输出至外部，从而根据实际需要以简单的结构实现不同模式间的灵活切换，便于用户使用，更加符合激光加工的需求。附图说明图1为一实施例中激光脉冲控制系统的结构图；图2为一实施例中隔离模块的结构图；图3为一实施例中再生放大器的结构图；图4为一实施例中对应图3再生放大器的第一脉冲模式的再生放大时序图；图5为一实施例中对应图3再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图6为另一实施例中再生放大器的结构图；图7为一实施例中对应图6再生放大器的第一脉冲模式的再生放大时序图；图8为一实施例中对应图6再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图9为另一实施例中再生放大器的结构图；图10为一实施例中对应图9再生放大器的第一脉冲模式的再生放大时序图；图11为一实施例中对应图9再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图12为另一实施例中对应图9再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图13为另一实施例中对应图9再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图14为一实施例中再生放大器的结构图；图15为一实施例中对应图14再生放大器的第一脉冲模式的再生放大时序图；图16为一实施例中对应图14再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图17为另一实施例中对应图14再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图18为另一实施例中对应图14再生放大器的第二脉冲模式的再生放大时序图；图19为一实施例中增益调节单元的结构图；图20为一实施例中激光脉冲控制方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。参见图1，图1为一实施例中激光脉冲控制系统的系统结构图。在本实施例中，该激光脉冲控制系统包括种子源10、隔离模块20以及再生放大器30。种子源10，设置为提供第一偏振脉冲。隔离模块20，设置为对第一偏振脉冲进行隔离处理，获得垂直于第一偏振脉冲的第二偏振脉冲，输出至再生放大器；或对接收的第二偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光脉冲控制系统，其特征在于，包括：种子源，设置为提供第一偏振脉冲；隔离模块，设置为对第一偏振脉冲进行隔离处理，获得垂直于第一偏振脉冲的第二偏振脉冲，输出至再生放大器；或对接收的第二偏振脉冲输出至外部；再生放大器，设置为根据电压时序在第一脉冲模式或第二脉冲模式下对所述第二偏振脉冲进行对应的偏振转换及放大处理，获得对应的单一脉冲或脉冲串并输出至所述隔离模块。

【技术特征摘要】
1.一种激光脉冲控制系统，其特征在于，包括：种子源，设置为提供第一偏振脉冲；隔离模块，设置为对第一偏振脉冲进行隔离处理，获得垂直于第一偏振脉冲的第二偏振脉冲，输出至再生放大器；或对接收的第二偏振脉冲输出至外部；再生放大器，设置为根据电压时序在第一脉冲模式或第二脉冲模式下对所述第二偏振脉冲进行对应的偏振转换及放大处理，获得对应的单一脉冲或脉冲串并输出至所述隔离模块。2.根据权利要求1所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述隔离模块包括在光路中依次设置的第一反射元件、第一偏振元件、半波片、隔离器、第二反射元件以及第三反射元件。3.根据权利要求1所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述再生放大器包括：第二偏振元件，设置为透射第一偏振脉冲，反射第二偏振脉冲；第一全反射元件，设置为对入射的偏振脉冲进行全反射；增益调节单元，设置为接收所述第二偏振元件透射的第一偏振脉冲，进行放大后输出至所述第二偏振元件；第一电光调制元件，设置在所述第二偏振元件和所述第一全反射元件的光路之间，设置为在施加λ/2波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲偏转90°，在施加λ/4波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲，在施加电压为0时对入射的偏振脉冲维持当前偏振状态。4.根据权利要求3所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述第一电光调制元件根据电压时序进入第一脉冲模式或第二脉冲模式；所述电压时序包括对应第一脉冲模式的第一电压时序和对应第二脉冲模式的第二电压时序，所述第一电压时序的电压依次为：一阶段的λ/4波电压、二阶段的0以及三阶段的λ/4波电压；所述第二电压时序的电压依次为：一阶段的λ/4波电压、二阶段的0以及三阶段的由0逐渐增大为λ/4波电压。5.根据权利要求3所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述再生放大器还包括：λ/4波片，设置在所述第二偏振元件和所述第一电光调制元件的光路之间，设置为对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲。6.根据权利要求5所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述第一电光调制元件根据电压时序进入第一脉冲模式或第二脉冲模式；所述电压时序包括对应第一脉冲模式的第一电压时序和对应第二脉冲模式的第二电压时序，所述第一电压时序的电压依次为：一阶段的0、二阶段的λ/4波电压以及三阶段的0；所述第二电压时序的电压依次为：一阶段的λ/4波电压、二阶段的0以及三阶段的由λ/4波电压逐渐降低为0。7.根据权利要求5所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述再生放大器还包括：第二电光调制元件，设置在所述第一电光调制元件和所述第一全反射元件的光路之间，设置为在λ/2波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲偏转90°，在施加λ/4波电压时对入射的第一偏振脉冲或第二偏振脉冲转换为椭圆偏振脉冲，在施加电压为0时对入射的偏振脉冲维持当前偏振状态。8.根据权利要求7所述的激光脉冲控制系统，其特征在于，所述第一电光调制元件和所述第二电光调制元件根据电压时序进入第一脉冲模式或第二脉冲模式；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小军，任莉娜，邱越渭，卢建刚，尹建刚，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44