本发明专利技术涉及高功率光纤激光领域，提供了一种适用于光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置。该装置包括光谱合成光纤激光、主分光镜、反射镜、主功率计、采样透镜和光斑采集设备，该装置同时实现光谱合成光纤激光功率测量和弱光采样功能，光路简单易于实现。该装置可以降低采样光强度的变化幅度，有效补偿采样光中不同波长激光组分的强度差异，提高测试的准确度。提高测试的准确度。提高测试的准确度。
【技术实现步骤摘要】
光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置
[0001]本专利技术涉及高功率激光
，更具体而言，涉及一种光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置。
技术介绍
[0002]高亮度光纤激光器在工业、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。光谱合成技术利用光栅或双色镜把多个波长的激光合成一束，同时获得高功率和良好的光束质量，极具发展前景。其中光谱合成激光的精密装校和光束质量测量是本领域的一项重要课题。
[0003]在装校和测量时均需要把合成光束入射到光斑采集设备中。由于光斑采集设备的核心成像元件为硅基探测器，其功率阈值较低。所以一般采用表面镀制了高反膜的主分光镜反射高功率激光，透射的采样弱光入射到光斑采集设备。采样弱光的功率需要较高的功率稳定性，可以用来做高功率激光的功率监测和光束质量测试。如在先技术中(如CN 214706569 U，一种高功率激光测试装置)，高功率激光采用45度分光镜(即入射光与反射光角度垂直)的光路进行采样监测，该分光镜的反射面镀制激光波段高反膜，透射面镀制激光波段增透膜。这样的方案用于光谱合成激光光束质量测量时存在两个问题，其一在由于激光偏振态影响，大角度(如45度)入射时激光的透过功率抖动大，准确度不高；其二是，光谱合成激光的光谱中包含1030nm～1090nm范围内多个波长，硅基探测器在该波段的光谱响应呈剧烈下降趋势。导致这些波长在硅基探测器上的增益响应变化幅度很大，一般短波段(如1030nm)的增益响应是长波段(如1090nm)强3
‑
5倍左右。这就给光谱合成装校和光束质量测量带来很大困难，从而影响合成光斑的成像效果，以及合成光束质量测量的结果。
[0004]目前本领域常见的弱光采样方案，对于光谱合成高功率光纤激光光源，该采样方案有两个问题。首先是主分光镜为45度的采样光路，其采样光强度稳定性较差。其次，主分光镜的镀膜的透射面一般镀制增透膜，该增透膜在光纤激光1030nm
‑
1090nm波段增透效果相同。由于硅基探测器在1um波段的增益响应曲线呈剧烈下降趋势，将导致短波1030nm附近在光斑采集设备上的增益响应较强，而长波1090nm附近增益响应较弱。从而影响合成光斑的成像效果，以及合成光束质量测量的结果。
技术实现思路
[0005]鉴于上述问题，本专利技术提出了一种光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置，通过主分光镜小角度反射，解决了激光的透过功率抖动大，准确度不高的问题；主分光镜背面镀制增益补偿膜，满足光谱合成采样光束中不同波长强度一致性的要求，解决了光斑采集设备中增益响应随波长显著差异的技术难题。
[0006]本专利技术的目的可通过以下技术措施来实现：
[0007]光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置，包括光谱合成光纤激光、主分光镜、反射镜、主功率计、采样透镜和光斑采集设备。所述的光谱合成光纤激光，经所述的主分光镜后分为两束，其小角度反射的第一光束含激光的主要功率，经所述的反射镜入射到所述的主
功率计；所述的主分光镜透过的采样光束为第二光束，经所述的采样透镜入射到所述的光斑采集设备；其中反射面S1镀制激光的高反膜，透射面S2镀制激光的增益补偿膜。所述的主分光镜小角度反射所述的光谱合成光纤激光，入射光线和第一光束的夹角θ满足5
°
<θ<15
°
。所述的主分光镜的透射面镀制增益补偿膜，其膜层透过率从1030nm到1090nm逐渐增大。
[0008]所述的主分光镜为楔形镜或棱镜，双面镀膜。
[0009]所述的光谱合成光纤激光为准直光束，其光谱中包含两个以上的窄谱波长。
[0010]所述的光斑采集设备，可以为CCD或CMOS相机，也可以为功率计。
[0011]与现有技术相比具备以下有益效果：
[0012]该装置同时实现光谱合成光纤激光功率测量和弱光采样，光路简单易于实现。该装置可以在降低采样光强度变化幅度的同时，有效补偿采样光中不同波长激光组分的强度差异，提高光束质量测试的准确度。
附图说明
[0013]图1是本专利技术实施例提供的光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置结构示意图。
[0014]图2是本专利技术实施例提供的主分光镜双面镀膜示意图。
[0015]图3是本专利技术实施例提供的5度入射主分光镜光路(此时图1中入射光线和第一光束的夹角θ＝10度)，其透射面的镀膜透过率随波长的变化曲线。
[0016]图4是本专利技术实施例提供的波长1060nm的光纤激光在主分光镜5度和45度时，采样功率随时间的变化图。
[0017]图中：1、光谱合成光纤激光；2、主分光镜；3、反射镜；4、主功率计；5、采样透镜；6、光斑采集设备；S1、反射面；S2、透射面。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
[0020]请参阅图1所示，一种光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置，包括光谱合成光纤激光1、主分光镜2、反射镜3、主功率计4、采样透镜5和光斑采集设备6。所述的光谱合成光纤激光，经所述的主分光镜2后分为两束，其小角度反射的第一光束含激光的主要功率，经所述的反射镜3入射到所述的主功率计4；所述的透过主分光镜2的采样光束为第二光束，经所述的采样透镜5入射到所述的光斑采集设备6；所述主分光镜2为楔形镜或棱镜，双面镀膜。主分光镜2的反射面S1镀制激光的高反膜，透射面S2镀制激光的增益补偿膜。请参阅图2，所示。激光小角度入射带有楔角的主分光镜，该主分光镜双面镀膜，反射面S1镀制激光的高反膜，透射面S2镀制激光的增益补偿膜，该增益补偿膜的膜层透过率从1030nm到1090nm逐渐增大，对光斑采集设备上的增益响应提前进行补偿。本技术方案可以在降低采样光强度的
变化幅度的同时，有效补偿采样光中不同波长激光组分的强度差异，提高光束质量测试的准确度。
[0021]本实施例分别测量利用45度主分光镜和5度主分光镜时透射光的功率，以对比在先技术(以下简称：45度采样光路)与本专利技术方案(以下简称5度采样光路)的区别。其中45度主分光镜的反射面镀制1030nm
‑
1090nm高反膜，透射面镀制1030nm
‑
1090nm增透膜；5度主分光镜的反射面镀制1030nm
‑
1090nm高反膜，透射面镀制1030nm
‑
1090nm增益补偿膜。所述增益补偿膜的膜层透过率从1030nm到1090nm逐渐增大，在1060n本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光谱合成光纤激光的增益补偿采样装置，包括光谱合成光纤激光、主分光镜、反射镜、主功率计、采样透镜和光斑采集设备，其特征在于，所述主分光镜的反射面(S1)镀所述光谱合成光纤激光的高反膜，该主分光镜的透射面(S2)镀所述光谱合成光纤激光的增益补偿膜，该增益补偿膜的膜层透过率从1030nm到1090nm逐渐增大；所述光谱合成光纤激光入射至所述主分光镜，经该主分光镜分为两束，即反射光束和透射光束，且所述反射光束与入射光的夹角范围为5
°
～15
°
【专利技术属性】
技术研发人员：袁志军，张海波，雷雨，孟俊清，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。