控制激光器输出脉冲能量一致性的方法及光路系统技术方案

本发明专利技术涉及一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，包括：将种子光分成1级光和0级光；使所述1级光和所述0级光经过相同的光程后合束，合束之前，使所述1级光与所述0级光的偏振方向互相垂直；使合束光经激光放大器放大处理，再将放大后的激光光束分光成为0级光和适于输出的1级光。相应地还提供一种能控制激光器输出脉冲能量一致性的光路系统。本发明专利技术采用偏振合束的方式，将0级光和1级光同时输入激光放大器，可使激光放大器的输入功率保持不变，保证激光放大器在相对稳定的状态下工作，使其输出功率保持稳定，可以使激光输出脉冲在种子光脉冲间隔的精度上与外控触发同步，并且输出脉冲能量可以保证一致性。脉冲能量可以保证一致性。脉冲能量可以保证一致性。

【技术实现步骤摘要】
控制激光器输出脉冲能量一致性的方法及光路系统


[0001]本专利技术属于激光加工
，具体涉及一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法及光路系统。

技术介绍

[0002]随着激光加工应用的不断发展，在越来越多的激光加工应用中，人们不断地追求更快的加工速度、更好的加工效果（如点间距的均匀性）。以传统激光加工为例，光束在工件上移动，加工特定的图案，可以通过振镜移动光点，或通过移动工件，也可以两者同时移动，为了最大限度地提高速度，这些移动都应该尽可能快。但是速度还受到运动精度要求的限制，在直线段时，移动速度就可以很快，但是在曲线段或者小而复杂的图案，移动速度就很慢了；如果激光器的出光间隔不能和运动部件的速度完美地匹配，就会导致点间距不均匀。但在传统的激光放大系统中，我们可以简单地认为脉冲能量和脉冲频率的乘积恒定不变，因此，如果改变激光器的出光间隔，使其和运动部件的速度完美地匹配，就会导致脉冲能量不一致。目前，难以同时满足“保证出光间隔与运动部件的速度完美匹配”和“保证激光器输出脉冲能量的一致性”的要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法及光路系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。
[0004]本专利技术涉及一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，包括：S1，将种子光分成1级光和0级光；S2，使所述1级光和所述0级光经过相同的光程后合束，合束之前，使所述1级光与所述0级光的偏振方向互相垂直；S3，使合束光经激光放大器放大处理，再将放大后的激光光束分光成为0级光和适于输出的1级光。
[0005]作为实施方式之一，S1中，采用声光调制器完成种子光的分光。
[0006]作为实施方式之一，S2中，在合束之前，通过半波片改变其中一束光的偏振方向以使其与另一束光的偏振方向垂直。作为实施方式之一，S2中，在所述1级光和/或在所述0级光的光路上设置至少一个反射镜，以便在合束之前使所述1级光和所述0级光经过相同的光程。
[0007]作为实施方式之一，S2中，合束操作采用偏振分束镜完成；和/或，S3中，激光光束的分光操作采用偏振分束镜完成。
[0008]本专利技术还涉及一种能控制激光器输出脉冲能量一致性的光路系统，包括：第一分光单元，用于将种子光分成1级输入光和0级输入光；合束单元，用于使所述1级输入光与所述0级输入光合束；其中，在1级输入光光路上和/或在0级输入光光路上设有光程调整单元，以使所述1级输入光和所述0级输入光经过
相同的光程后进入所述合束单元；在1级输入光光路上或在0级输入光光路上设有偏振方向改变单元，以致合束之前所述1级输入光与所述0级输入光的偏振方向互相垂直；激光放大器，布置于所述合束单元的出光光路上，用于放大合束光的激光功率；第二分光单元，布置于所述激光放大器的出光光路上，用于将放大后的激光光束分光成为0级输出光和1级输出光。
[0009]作为实施方式之一，所述第一分光单元包括声光调制器。
[0010]作为实施方式之一，所述偏振方向改变单元包括半波片。
[0011]作为实施方式之一，所述光程调整单元包括至少一个反射镜。
[0012]作为实施方式之一，所述合束单元包括第一偏振分束镜；和/或，所述第二分光单元包括第二偏振分束镜。
[0013]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术采用偏振合束的方式，将0级光和1级光同时输入激光放大器，可使激光放大器的输入功率保持不变，保证激光放大器在相对稳定的状态下工作，使其输出功率保持稳定，可以使激光输出脉冲在种子光脉冲间隔的精度上与外控触发同步，并且输出脉冲能量可以保证一致性。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。
[0015]图1为本专利技术实施例提供的光路系统的组成示意图。
具体实施方式
[0016]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
[0017]实施例一如图1，本专利技术实施例提供一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，包括：S1，将种子光分成1级光和0级光；S2，使所述1级光和所述0级光经过相同的光程后合束，合束之前，使所述1级光与所述0级光的偏振方向互相垂直；S3，使合束光经激光放大器500放大处理，再将放大后的激光光束分光成为0级光和适于输出的1级光。
[0018]在其中一个实施例中，种子光的脉冲宽度小于1微秒，重复频率大于1MHz。
[0019]在其中一个实施例中，S1中，采用声光调制器100完成种子光的分光。当然并不限于该方案，采用其他光电开关器件等也适用，例如采用电光调制器等。
[0020]优选地，1级光为衍射光，是外部控制信号选择的触发光，0级光则是去掉触发光之
后的剩余光。
[0021]在其中一个实施例中，S2中，在合束之前，通过半波片200改变其中一束光的偏振方向以使其与另一束光的偏振方向垂直。当然并不限于该方案，其他可改变偏振方向的器件均适用于本实施例中，例如采用旋光器等。在图1示出的实施例中，半波片200设置于0级光的光路上；当该半波片200设置于1级光的光路上时，后续的光路可作匹配性调整。在本实施例中，种子光为水平偏振光；合束之前的1级光和0级光中，经半波片200改变偏振方向的那束光为竖直偏振光，另一束光仍为水平偏振光。
[0022]在其中一个实施例中，S2中，在所述1级光和/或在所述0级光的光路上设置至少一个反射镜400，以便在合束之前使所述1级光和所述0级光经过相同的光程。当然也可采用其他器件调整光束的光程，这是本领域技术人员容易变换的，此处不作一一例举。
[0023]优选地，S2中，合束操作采用偏振分束镜完成；和/或，S3中，激光光束的分光操作采用偏振分束镜完成。当然，其他能够使1级光和0级光合束/分光的器件也适用于本实施例中。
[0024]可选地，上述激光放大器500包括但不限于固体放大器、光纤放大器等，主要用于放大合束光的激光功率。
[0025]在可选的实施例中，在激光放大器500之后可设置波长转换器；该波长转换器可布置在分光节点之前，也可布置在分光节点之后（1级输出光901光路上）。
[0026]优选地，S3中，0级输出光902可被导入吸收体700进行吸收处理。
[0027]在通常的激光放大器500中，一般只让1级光通过激光放大器500放大，因为只有1级光是需要被利用的光，0级光是剩余光，最后是不用的。但是如果只让1级光通过激光放大器500，当改变外部控制信号的频率时，1级光的频率也跟着变，但频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，其特征在于，包括：S1，将种子光分成1级光和0级光；S2，使所述1级光和所述0级光经过相同的光程后合束，合束之前，使所述1级光与所述0级光的偏振方向互相垂直；S3，使合束光经激光放大器放大处理，再将放大后的激光光束分光成为0级光和适于输出的1级光。2.如权利要求1所述的控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，其特征在于：S1中，采用声光调制器完成种子光的分光。3.如权利要求1所述的控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，其特征在于：S2中，在合束之前，通过半波片改变其中一束光的偏振方向以使其与另一束光的偏振方向垂直。4.如权利要求1所述的控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，其特征在于：S2中，在所述1级光和/或在所述0级光的光路上设置至少一个反射镜，以便在合束之前使所述1级光和所述0级光经过相同的光程。5.如权利要求1所述的控制激光器输出脉冲能量一致性的方法，其特征在于：S2中，合束操作采用偏振分束镜完成；和/或，S3中，激光光束的分光操作采用偏振分束镜完成。6.一种能控制激光器输出脉冲能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，
申请(专利权)人：武汉华日精密激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：