自动锁模激光器及其锁模参数确定方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动锁模激光器及其锁模参数确定方法和系统。其中，该激光器能根据预先存储的锁模参数进行自动配置，以实现自动锁模。其中锁模参数按照如下方法确定：实时监测所述激光器输出的激光状态；按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值，在所述遍历过程中，判断输出的激光状态是否符合预设锁模条件，将所有致使输出的激光状态符合预设锁模条件的可调参数的值确定为锁模参数值；当遍历完所述激光器的可调参数的所有值时，控制所述激光器退出所述扫描模式，其中，所述锁模参数值用于在非扫描模式下配置未锁模的激光器，以实现所述激光器的自动锁模。本发明专利技术解决了现有激光器锁模效率低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
自动锁模激光器及其锁模参数确定方法和系统
本专利技术涉及激光器领域，具体而言，涉及一种自动锁模激光器及其锁模参数确定方法和系统。
技术介绍
超快光纤激光器在激光精细加工、激光医疗和科研等领域具有广泛的应用。通过锁模技术可以使得激光器输出的激光光束更稳定、输出的脉冲能量更高、脉冲宽度更窄等等。因而激光器生产商向各应用行业提供的激光器通常都是已经实现锁模的高能量、窄脉冲激光器。当前的皮秒、飞秒光纤激光器主要采用被动锁模的方式产生超短脉冲，例如使用SESAM、碳基材料、拓扑绝缘体等锁模器件进行被动锁模。其锁模过程复杂，需要激光器研发人员经过复杂的手动调节过程才能实现被动锁模，输出超短脉冲。即便生产商将激光器交付到用户手中时激光器已处于锁模状态，但由于使用中可能会出现的难以预料的状况，而导致激光器锁模失效。鉴于激光器的应用行业之广，用户通常不具备激光器领域的专业知识，无法确定如何调节激光器中的参数才能使其进入锁模状态，只能将激光器返回至生产商，而生产商需要指派专门的技术人员进行处理，技术人员也无法直接确定锁模所需的参数，只能尝试性的对激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器锁模参数的确定方法，其特征在于，所述方法包括：/n接收扫描指令，控制所述激光器进入扫描模式；/n实时监测所述激光器输出的激光状态；/n按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值，其中所述激光器包括准直器，锁模器件以及泵浦光源，所述可调参数包括准直器与锁模器件之间的相对位移值和/或泵浦光源的功率值；/n在所述遍历过程中，判断输出的激光状态是否符合预设锁模条件，将所有致使输出的激光状态符合预设锁模条件的可调参数的值确定为锁模参数值；/n当遍历完所述激光器的可调参数的所有值时，控制所述激光器退出所述扫描模式，其中，所述锁模参数值用于在非扫描模式下配置未锁模的激光器，以实现所述激光器...

【技术特征摘要】
1.一种激光器锁模参数的确定方法，其特征在于，所述方法包括：
接收扫描指令，控制所述激光器进入扫描模式；
实时监测所述激光器输出的激光状态；
按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值，其中所述激光器包括准直器，锁模器件以及泵浦光源，所述可调参数包括准直器与锁模器件之间的相对位移值和/或泵浦光源的功率值；
在所述遍历过程中，判断输出的激光状态是否符合预设锁模条件，将所有致使输出的激光状态符合预设锁模条件的可调参数的值确定为锁模参数值；
当遍历完所述激光器的可调参数的所有值时，控制所述激光器退出所述扫描模式，其中，所述锁模参数值用于在非扫描模式下配置未锁模的激光器，以实现所述激光器的自动锁模。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准直器与锁模器件之间的相对位移值包括如下至少一种：表征从准直器射出的激光光束相对于锁模器件的入射角度的第一相对位移值、表征准直器与锁模器件的相对距离的第二相对位移值，表征从准直器射出的激光光束入射在锁模器件上的入射点的第三相对位移值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述可调参数包括准直器与锁模器件之间的相对位移值时，按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值包括：按照相同或不同的预设步进值逐步调整所述第一相对位移值、第二相对位移值和第三相对位移值，直至遍历完所述第一相对位移值、第二相对位移值和第三相对位移值的所有组合；
当所述可调参数包括准直器与锁模器件之间的相对位移值和泵浦光源的功率值时，按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值包括：按照相同或不同的预设步进值逐步调整所述第一相对位移值、第二相对位移值、第三相对位移值和泵浦光源的功率值，直至遍历完所述第一相对位移值、第二相对位移值、第三相对位移值和功率值的所有组合。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述可调参数包括所述第一相对位移值、第二相对位移值、第三相对位移值和泵浦光源的功率值时，按照预设步进值遍历所述激光器的可调参数的所有值包括；
第一遍历循环：按第三步长调整第三相对位移值，以改变从准直器射出的激光光束入射在锁模器件上的入射点，并进入第二遍历循环；在遍历完第三相对位移值的情况下，确定扫描过程结束，退出扫描模式。
第二遍历循环：在当前入射点的基础上，按第一步长逐步调整第一相对位移值，以改变从准直器射出的激光光束相对于锁模器件的入射角度，如果在当前入射点和当前入射角度的情况下，激光器输出的激光中包含光脉冲，则进入第三遍历循环；如果遍历完第一相对位移值均未使得激光器输出的激光中包含光脉冲，则返回第一遍历循环；
第三遍历循环：在当前入射点和当前入射角度的基础上，按第二步长逐步调整第二相对位移值，以改变准直器与锁模器件之间的相对距离，如果在当前入射点、当前入射角度和当前相对距离的情况下，输出的光脉冲中各脉冲的能量均等，则进入第四遍历循环；如果遍历完第二相对位移值均未使得各脉冲能量均等，则返回第二遍历循环；
第四遍历循环：在当前入射点、当前入射角度和当前相对距离的基础上，按第四步长调整泵浦光源的功率值，如果在当前入射点、当前入射角度、当前相对距离、当前泵浦功率值的基础上，输出的激光脉冲重复频率满足预设条件，则记录对应的第一相对位移值、第二相对位移值、第三相对位移值、泵浦光源的功率值、输出激光脉冲的平均功率值和激光脉冲的重复频率值；遍历完泵浦光源的功率值后，返回第三遍历循环。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时监测所述激光器输出的激光状态包括：实时监测输出的激光脉冲的重复频率和每个激光脉冲的能量；
所述判断输出的激光状态是否符合预设锁模条件包括：判断每个激光脉冲的能量是否均等以及激光脉冲的重复频率是否满足预设条件，其中当每个激光脉冲的能量均等且激光脉冲的重复频率满足预设条件的情况下，确定输出的激光状态符合预设锁模条件。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述实时监测所述激光器输出的激光状态还包括：实时监测输出的激光脉冲的平均功率；将所有致使输出的激光状态符合预设锁模条件的可调参数的值确定为锁模参数值包括：
获取每一个致使输出的激光状态符合预设锁模条件的可调参数的值，以及所述可调参数的值对应的激光脉冲的平均功率值；
将大于预设值的平均功率值及其对应的可调参数的值确定为所述锁模参数值，或者，根据所述平均功率值的大小顺序，将所述可调参数的值与所述平均功率值确定为所述锁模参数值。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据所述平均功率值的大小顺序，将所述可调参数的值与所述平均功率值确定为所述锁模参数值的情况下，配置所述激光器的步骤包括：
按照最大平均功率值对应的可调参数的值，调整所述准直器与锁模器件之间的相对位移值和/或泵浦光源的功率值，使所述激光器实现自动锁模；
监测所述激光器输出的激光状态，当最大平均功率值对应的可调参数的值无法致使输出的激光状态符合预设锁模条件时，按照次大平均功率值对应的可调参数的值，调整所述准直器与锁模器件之间的相对位移值和/或泵浦光源的功率值，使所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：师红星，张琦，
申请(专利权)人：苏州曼德特光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32