一种脉冲激光放大的预补偿控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种脉冲激光放大的预补偿控制方法及系统，该方法包括：包括，获取种子脉冲激光，并获得种子脉冲激光的输入时间波形和/或输入近场分布；将种子脉冲激光注入激光放大器，得到输出脉冲激光，并得到输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布；判断输出时间波形和/或输出近场分布是否满足预设的目标时间波形和/或目标近场分布；如果不满足，对输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布进行修正，将修正后的脉冲激光替代种子脉冲激光，直到输出脉冲激光满足目标脉冲激光。因此，采用该预补偿控制方法，实现了对脉冲激光的时间波形和近场分布的修正，可以用简便的计算方法实现复杂而未知的激光系统的预补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲激光放大的预补偿控制方法及系统
本专利技术涉及激光预补偿
，具体涉及一种脉冲激光放大的预补偿控制方法及系统。
技术介绍
在当今科研和工业领域，尤其是惯性约束核聚变领域，通常会对最终输出的脉冲激光时间波形，光束近场质量有着非常严格的要求。因此有必要获得注入的时间波形和光束近场分布，以保证最终输出满足要求。然而在脉冲激光放大过程中，由于其脉冲宽度通常大于横向弛豫时间，又小于纵向弛豫时间，其脉冲前沿通常会被增益介质首先放大，提取储能，其反转粒子数也会得到相应的变化，从而影响到脉冲后沿的增益，因此会产生时间波形畸变。同样的，由于增益介质中增益分布不均匀，光学器件装夹应力、光学器件波前畸变等因素的影响，输出激光脉冲的光束近场分布也会恶化。现有的预补偿技术，需要明确地知道该放大器饱和通量，注入脉冲能量以及系统增益等参量，而且计算方法过程复杂，计算效率低，应用场景单一，并不适用于复杂而未知的激光系统的预补偿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种脉冲激光放大的预补偿控制方法及系统，以解决现有技术对脉冲激光的预补偿过程复杂，计算效率低的技术问题。本专利技术实施例提供了一种脉冲激光放大的预补偿控制方法，包括，步骤S1：获取种子脉冲激光，并获得种子脉冲激光的输入时间波形和/或输入近场分布；步骤S2：将种子脉冲激光注入激光放大器，得到输出脉冲激光，并得到所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布；步骤S3：判断所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或所述输出近场分布是否满足预设的目标时间波形和/或目标近场分布；步骤S4：如果所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布不满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布，根据所述预设的目标时间波形和目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布进行修正，得到修正后的时间波形和/或近场分布，并获得修正后的脉冲激光，将所述修正后的脉冲激光替代所述种子脉冲激光，返回执行所述步骤S1至步骤S3，直至所述输出脉冲激光的时间波形和/或近场分布对应满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布。可选地，如果所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布，则将当前的种子脉冲激光确定为最终的输入脉冲激光。可选地，在所述步骤S1之后和所述步骤S2之前，还包括：分别对所述输入时间波形和/或所述输入近场分布进行归一化处理，得到归一化后的时间波形和/或近场分布。可选地，根据所述预设的目标时间波形对所述输出脉冲激光的输出时间波形进行修正，包括：通过以下公式计算修正后的时间波形：F0＝F0×(F-U+1)，其中，F0表示输入脉冲激光的输入时间波形，F表示目标时间波形，U表示输出脉冲激光的输出时间波形。可选地，根据所述预设的目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出近场分布进行修正，包括：通过以下公式计算修正后的近场分布：I0＝I0×(I-Iout+1)，其中，I0表示输入脉冲激光的输入近场分布，I表示目标近场分布，Iout表示输出脉冲激光的输出近场分布。本专利技术实施例还提供了一种脉冲激光放大的预补偿控制系统，包括：种子脉冲生成器，用于生成种子脉冲激光，并获得种子脉冲激光的输入时间波形和/或输入近场分布；激光放大器，用于对输入的种子脉冲激光进行放大，得到输出脉冲激光，并得到所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布；探测装置，用于判断所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或所述输出近场分布是否满足预设的目标时间波形和/或目标近场分布；PC机，用于根据所述预设的目标时间波形和目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布进行修正，得到修正结果；控制器，用于接收所述修正结果，并根据所述修正结果发送修正指令给脉冲激光调制器；脉冲激光调制器，用于根据所述修正指令对所述输入的种子脉冲激光的脉冲时间波形和/或近场分布进行修正操作。可选地，所述脉冲激光调制器包括：振幅调制器，用于对所述输入时间波形进行修正操作；和/或空间光调制器，用于对所述输入近场分布进行修正操作。可选地，所述探测装置包括：时间波形探测装置，用于对所述输入时间波形进行探测，并输出时间波形探测结果；和/或空间分布探测装置，用于对所述输入近场分布进行探测，并输出近场分布探测结果。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的脉冲激光放大的预补偿控制方法，通过种子脉冲激光的经过脉冲激光放大系统后，得到输出脉冲激光的输出时间波形和/或近场分布，然后对输出时间波形和/或近场分布进行检测，根据检测结果判断输出时间波形和/或近场分布是否满足预设的目标时间波形和近场分布，不满足的情况下就对种子脉冲激光进行修正，用修正后的种子脉冲激光替代种子脉冲激光，然后重新进行检测与修正，并且无需获取注入脉冲能量、放大器饱和通量及系统增益等参数，用简便的计算方法实现复杂而未知的激光系统的预补偿。2.本专利技术提供的脉冲激光放大的预补偿控制系统，种子脉冲生成器生成种子脉冲激光，并通过激光放大器后得到待检测时间波形和/或近场分布，脉冲激光检测器对待检测时间波形和/或近场分布进行检测，得到相应的检测结果，在PC机中将检测结果和对应的预设目标时间波形和目标近场分布进行对比，控制器根据对比结果控制系统将当前脉冲激光确定为输出脉冲激光或将当前脉冲激光输入脉冲激光调制器中进行修正，将修正后的脉冲激光确定为种子脉冲激光。因此，采用该脉冲激光的预补偿控制系统，设计成本低，补偿系统稳定，更有利于对复杂而未知的激光系统的进行预补偿。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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中提供的脉冲激光放大的预补偿控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例中另一实施方式提供的脉冲激光放大的预补偿控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的脉冲激光的预补偿控制系统的结构框图；图4为本专利技术实施例中另一实施方式提供的脉冲激光放大的预补偿控制系统的结构框图；图5为本专利技术实施例中另一实施方式提供的脉冲激光放大的预补偿控制系统的结构框图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。在科研和工业领域中，尤其是惯性约束核聚变领域，通常会对最终输出的激光脉冲时间波形，光束近场质量有着非常严格的要求。然而目前的计算方法存在计算效率低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，包括，/n步骤S1：获取种子脉冲激光，并获得种子脉冲激光的输入时间波形和/或输入近场分布；/n步骤S2：将种子脉冲激光注入激光放大器，得到输出脉冲激光，并得到所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布；/n步骤S3：判断所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或所述输出近场分布是否满足预设的目标时间波形和/或目标近场分布；/n步骤S4：如果所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布不满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布，根据所述预设的目标时间波形和目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布进行修正，得到修正后的时间波形和/或近场分布，并获得修正后的脉冲激光，将所述修正后的脉冲激光替代所述种子脉冲激光，返回执行所述步骤S1至步骤S3，直至所述输出脉冲激光的时间波形和/或近场分布对应满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，包括，
步骤S1：获取种子脉冲激光，并获得种子脉冲激光的输入时间波形和/或输入近场分布；
步骤S2：将种子脉冲激光注入激光放大器，得到输出脉冲激光，并得到所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布；
步骤S3：判断所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或所述输出近场分布是否满足预设的目标时间波形和/或目标近场分布；
步骤S4：如果所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布不满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布，根据所述预设的目标时间波形和目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布进行修正，得到修正后的时间波形和/或近场分布，并获得修正后的脉冲激光，将所述修正后的脉冲激光替代所述种子脉冲激光，返回执行所述步骤S1至步骤S3，直至所述输出脉冲激光的时间波形和/或近场分布对应满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布。


2.根据权利要求1所述的脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，如果所述输出脉冲激光的输出时间波形和/或输出近场分布满足所述预设的目标时间波形和目标近场分布，则将当前的种子脉冲激光确定为最终的输入脉冲激光。


3.根据权利要求1所述的脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之后和所述步骤S2之前，还包括：分别对所述输入时间波形和/或所述输入近场分布进行归一化处理，得到归一化后的时间波形和/或近场分布。


4.根据权利要求1所述的脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，根据所述预设的目标时间波形对所述输出脉冲激光的输出时间波形进行修正，包括：
通过以下公式计算修正后的时间波形：
F0＝F0×(F-U+1)，
其中，F0表示输入脉冲激光的输入时间波形，F表示目标时间波形，U表示输出脉冲激光的输出时间波形。


5.根据权利要求1所述的脉冲激光放大的预补偿控制方法，其特征在于，根据所述预设的目标近场分布对所述输出脉冲激光的输出近场分布进行修正，包括：
通过以下公式计算修正后的近场分布：
I0＝I...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞天成，王俊，潘华东，廖新胜，
申请(专利权)人：苏州长光华芯光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32