固体激光器的自发辐射测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固体激光器的自发辐射测试方法及装置，属于超快激光技术领域。其中方法包括确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率；控制固体激光放大系统在当前次的泵浦功率和种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量固体激光器当前次的输出功率；在固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值大于预设阈值时，返回至确定固体激光放大系统当前次的泵浦功率的步骤；在固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值小于或等于预设阈值时，将当前次的输出功率确定为固体激光器输出的激光的激光功率中包含的自发辐射的光功率，从而实现了对固体激光器输出的激光中的自发辐射的测试。体激光器输出的激光中的自发辐射的测试。体激光器输出的激光中的自发辐射的测试。

【技术实现步骤摘要】
固体激光器的自发辐射测试方法及装置


[0001]本专利技术涉及超快激光
，尤其涉及一种固体激光器的自发辐射测试方法及装置。

技术介绍

[0002]超快激光是固体激光器发展的一个新领域。超快脉冲具有极短持续时间、极高峰值功率、极宽光谱等特点，在工业、环境、能源、通讯等众多领域得到了广泛应用。极短的脉冲可观察到原子和分子尺度的超快运动过程，为探索微观世界开辟了道路。极高的峰值功率可以产生极端的物理条件，使模拟宇宙大爆炸、太阳中心温度、核爆等极端现象成为可能。超快激光作用时间极短、热影响区极小，应用在医疗上，可以在治疗或切除病变组织的同时保证周围正常组织不受到损伤。超快激光给其他相关科学领域也带来了一场革命，产生了强场物理学、超快非线性光学、精密计量学、超精细冷加工等一系列新兴前沿学科和技术。
[0003]目前，固体激光器的增益介质多以棒状等形式出现，其增益高、几何外形规则，易产生较强的寄生振荡，固体激光器中寄生振荡的存在，使得种子激光在到达增益介质之前就提前消耗了大量的反转粒子数，降低了增益介质的峰值功率和提取效率；在激光放大中，寄生振荡使得增益介质内部储能降低，如果寄生振荡在光路中传播并被不断放大就形成了放大的自发辐射（Amplified Spontaneous Emission，ASE），由于大能量固体激光器具有高增益，所以放大的自发辐射大大限制了增益介质内的储能密度，从而限制了从增益介质内获取的有效能量。
[0004]对于固体激光器的输出激光而言，自发辐射（ASE）相当于很强的背景噪声，使输出激光的光束质量、光斑形态明显恶化，从而影响激光功率的提升，但现有技术中，并未公开关于输出激光中自发辐射（ASE）测试的方法。因此自发辐射（ASE）的测试是目前业界亟待解决的重要课题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种固体激光器的自发辐射测试方法及装置，用以解决现有技术中无法测试输出激光中自发辐射的缺陷。
[0006]本专利技术提供一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述固体激光器包括种子激光产生系统和固体激光放大系统，所述固体激光放大系统包括放大模块和至少一个泵浦模块，所述泵浦模块发出的泵浦光和种子激光产生系统发出的种子激光均入射至所述放大模块，所述方法包括：确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率；控制所述固体激光放大系统在所述当前次的泵浦功率和所述种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器当前次的输出功率；在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值小于或等于预
设阈值时，将所述当前次的输出功率确定为所述固体激光器输出的激光的激光功率中包含的自发辐射的光功率；在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值大于所述预设阈值时，返回至所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率的步骤。
[0007]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率，包括：控制所述固体激光放大系统在上一次的泵浦功率和所述种子激光产生系统发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器输出的上一次的激光功率；控制所述固体激光放大系统在上一次的泵浦功率和所述种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器上一次的输出功率；基于所述上一次的泵浦功率、所述上一次的激光功率和所述上一次的输出功率，确定目标泵浦功率；将所述目标泵浦功率确定为所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率。
[0008]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述基于所述上一次的泵浦功率、所述上一次的激光功率和所述上一次的输出功率，确定目标泵浦功率，包括：基于公式（1）确定目标泵浦功率；其中，P2表示所述目标泵浦功率，P1表示所述上一次的泵浦功率，Pout表示所述上一次的激光功率，Wout表示所述上一次的输出功率，a表示所述固体激光器的光
‑
光转换效率。
[0009]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，在首次控制所述固体激光放大系统工作时，所述固体激光放大系统的上一次泵浦功率为额定泵浦功率。
[0010]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率，包括：控制所述固体激光放大系统在额定泵浦功率和所述种子激光产生系统发射种子激光的情况下工作，并获取所述固体激光器输出的激光的光斑形态；基于所述激光的光斑形态确定所述固体激光器输出的激光中是否存在自发辐射；在确定所述固体激光器输出的激光中存在自发辐射时，确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率。
[0011]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述放大模块包括增益介质、第一反射镜和第二反射镜，所述增益介质包括第一通光端面和第二通光端面，所述第一通光端面和所述第二通光端面延伸后相交；所述增益介质位于所述第一反射镜和所述第二反射镜之间，所述第一反射镜与所述第一通光端面相邻设置，所述第二反射镜与所述第二通光端面相邻设置；所述种子激光产生系统发出的种子激光以预设角度入射至所述第一通光端面。
[0012]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述至少一个泵浦模块包括第一泵浦模块和第二泵浦模块；所述第一泵浦模块发出的泵浦光入射至所述增益介质的第一通光端面；所述第二
泵浦模块发出的泵浦光入射至所述增益介质的第二通光端面。
[0013]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述泵浦模块包括泵浦源和泵浦整形透镜组，所述泵浦整形透镜组包括依次设置在所述泵浦源发出的泵浦光的出射光路上的泵浦整形球透镜、第一泵浦整形柱透镜、第二泵浦整形柱透镜和第三泵浦整形柱透镜。
[0014]根据本专利技术提供的一种固体激光器的自发辐射测试方法，所述增益介质还包括至少一个端面，所述至少一个端面中的一个或多个端面上设置有散热材料。
[0015]本专利技术还提供一种固体激光器的自发辐射测试装置，所述固体激光器包括种子激光产生系统和固体激光放大系统，所述固体激光放大系统包括放大模块和至少一个泵浦模块，所述泵浦模块发出的泵浦光和种子激光产生系统发出的种子激光均入射至所述放大模块，所述装置包括：第一确定单元，用于确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率；控制与测量单元，用于控制所述固体激光放大系统在所述当前次的泵浦功率和所述种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器当前次的输出功率；第二确定单元，用于在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值小于或等于预设阈值时，将所述当前次的输出功率确定为所述固体激光器输出的激光的激光功率中包含的自发辐射的光功率；返回单元，用于在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值大于所述预设阈值时，返回至所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率的步骤。
[0016]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体激光器的自发辐射测试方法，其特征在于，所述固体激光器包括种子激光产生系统和固体激光放大系统，所述固体激光放大系统包括放大模块和至少一个泵浦模块，所述泵浦模块发出的泵浦光和种子激光产生系统发出的种子激光均入射至所述放大模块，所述方法包括：确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率；控制所述固体激光放大系统在所述当前次的泵浦功率和所述种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器当前次的输出功率；在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值小于或等于预设阈值时，将所述当前次的输出功率确定为所述固体激光器输出的激光的激光功率中包含的自发辐射的光功率；在所述固体激光器当前次的输出功率与上一次的输出功率的差值大于所述预设阈值时，返回至所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率的步骤。2.根据权利要求1所述的固体激光器的自发辐射测试方法，其特征在于，所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率，包括：控制所述固体激光放大系统在上一次的泵浦功率和所述种子激光产生系统发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器输出的上一次的激光功率；控制所述固体激光放大系统在上一次的泵浦功率和所述种子激光产生系统不发射种子激光的情况下工作，并测量所述固体激光器上一次的输出功率；基于所述上一次的泵浦功率、所述上一次的激光功率和所述上一次的输出功率，确定目标泵浦功率；将所述目标泵浦功率确定为所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率。3.根据权利要求2所述的固体激光器的自发辐射测试方法，其特征在于，所述基于所述上一次的泵浦功率、所述上一次的激光功率和所述上一次的输出功率，确定目标泵浦功率，包括：基于公式（1）确定目标泵浦功率；其中，P2表示所述目标泵浦功率，P1表示所述上一次的泵浦功率，Pout表示所述上一次的激光功率，Wout表示所述上一次的输出功率，a表示所述固体激光器的光
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光转换效率。4.根据权利要求3所述的固体激光器的自发辐射测试方法，其特征在于，在首次控制所述固体激光放大系统工作时，所述固体激光放大系统的上一次泵浦功率为额定泵浦功率。5.根据权利要求4所述的固体激光器的自发辐射测试方法，其特征在于，所述确定所述固体激光放大系统当前次的泵浦功率，包括：控制所述固体激光放大系统在额定泵浦功率和所述种子激光产生系统发射种子激光的情况下工作，并获取所述固体激光器输出的激光的光斑形态；基于所述激光的光斑形态确定所述固体激光器输出的激光中是否存在自发辐射；在确定所述固体激光器输...

【专利技术属性】
技术研发人员：束庆邦，孟献国，查根胜，曾让，舒剑，王从柯，
申请(专利权)人：安徽华创鸿度光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：