一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，包括：n

【技术实现步骤摘要】
一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器


[0001]本专利技术属于激光
，涉及一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器。

技术介绍

[0002]连续和脉冲复合激光源在激光焊接、激光打孔、激光切割以及表面改性等激光材料加工以及激光武器等领域有重要的开发潜力及应用前景。与单独使用连续激光或脉冲激光相比，连续与脉冲复合激光可提高激光加工效率(参考文献：李超,高勋,安良友志,王毕艺.连续/脉冲复合激光光束辐照铝靶材的热特性研究[J].长春理工大学学报(自然科学版),2018.(02):1
‑
6.)，提高打孔速度并且改善打孔质量，显著提高毁伤效能、缩短毁伤时间、增大毁伤面积。目前，为了获得高功率、大能量连续和脉冲复合激光，现有技术是基于双色片的光谱合束技术或者独立采用连续、脉冲激光技术的技术来实现。但是，这些方案本身存在如下问题：
[0003]1)基于双色片的光谱合束技术：基于双色片的光谱合束技术是通过镜片膜层对不同波长激光的反射、透射比例不同而实现的一种技术方案，双色片特殊的波长选择特性可以使得某一个波长带宽内的激光以较高的透射率透射，同时对另一个波长带宽内的激光高效率反射。基于此原理，通过将多个特殊镀膜设计的双色片进行级联，即可实现多光束合束。但该方案的限制在于子激光阵列规模扩展要求双色片透射谱更窄、边沿更陡峭，在nm量级变化内实现由高透射向零透射的突变，这对双色片的膜系设计和镀膜技术要求极高。
[0004]2)独立采用连续、脉冲激光技术：在应用中，也可采用一个独立的高功率连续激光器和一个独立的大能量脉冲激光器配合使用的方案，但该方案整体体积大、集成度较低、平台适应性较差，不利于小型化、实用化，难以满足实用过程中，对体积和集成度的要求。

技术实现思路

[0005](一)专利技术目的
[0006]本专利技术的目的是：提供一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，利用入射到体布拉格光栅的光的波长和角度满足布拉格条件(λ＝λ
Bragg
)时，衍射效率为近似于1的最大值，而对于其他偏离布拉格条件的波长而言，衍射效率近似为0的工作原理，通过n
‑
1个中心波长不同的体布拉格光栅，实现不同波长的n路脉冲和连续子光束的光谱合成，从而获得高功率、大能量的复合激光输出。
[0007](二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其包括：子光束组1和多个体布拉格光栅3；体布拉格光栅3有n
‑
1个，由前至后同轴布置，分别记为：体布拉格光栅3
‑
1、体布拉格光栅3
‑
2、体布拉格光栅3
‑
3、
……
、体布拉格光栅3
‑
(n
‑
1)；子光束组1包括n束子光束，分别记为：子光束1
‑
1、子光束1
‑
2、子光束1
‑
3、
……
、子光束1
‑
(n
‑
1)、子光束1
‑
n；子光束1
‑
1入射至体布拉格光栅3
‑
1，子光束1
‑
2入射至体布拉格
光栅3
‑
1，两束子光束经体布拉格光栅3
‑
1作用后共孔径输出，实现2束子光束的光谱合成，合成后光束入射至体布拉格光栅3
‑
2，子光束1
‑
3入射至体布拉格光栅3
‑
2，两束光束经体布拉格光栅3
‑
2作用后共孔径输出，光谱合成，以此类推，n束子光束经n
‑
1个体布拉格光栅3作用后共孔径输出，n束子光束光谱合成；n为≥2的正整数。
[0009](三)有益效果
[0010]上述技术方案所提供的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，具有如下有益的技术效果：
[0011](1)本专利技术实施方式提供的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，利用入射到体布拉格光栅的光的波长和角度满足布拉格条件(λ＝λ
Bragg
)时，衍射效率为近似于1的最大值，而对于其他偏离布拉格条件的波长而言，衍射效率近似为0的工作原理，通过n
‑
1个中心波长不同的体布拉格光栅，可有效实现地不同波长的n路脉冲和连续子光束的光谱合成，从而获得高功率、大能量的复合激光输出。
[0012](2)本专利技术实施方式提供的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器中，连续和脉冲子激光束全部直接合束在一起，有利于减小体积，提高平台适应性。
附图说明
[0013]图1是根据本专利技术实施例一的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器结构示意图；
[0014]图2是根据本专利技术实施例二的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器结构示意图；
[0015]图3是根据本专利技术实施例三的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器结构示意图；
[0016]图4是根据本专利技术实施例四的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器结构示意图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。
[0018]实施例一
[0019]如图1所示，本实施例输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器包括：子光束组1、多个反射镜2和多个体布拉格光栅3；体布拉格光栅3有n
‑
1个，由前至后同轴布置，分别记为：体布拉格光栅3
‑
1、体布拉格光栅3
‑
2、体布拉格光栅3
‑
3、
……
、体布拉格光栅3
‑
(n
‑
1)；子光束组1包括n束子光束，分别记为：子光束1
‑
1、子光束1
‑
2、子光束1
‑
3、
……
、子光束1
‑
(n
‑
1)、子光束1
‑
n；反射镜2有n
‑
1个，分别记为：反射镜2
‑
1、反射镜2
‑
2、反射镜2
‑
3、
……
、反射镜2
‑
(n
‑
1)；n
‑
1个反射镜2与n
‑
1个体布拉格光栅3一一对应布置；子光束1
‑
1入射至体布拉格光栅3
‑
1，子光束1
‑
2经反射镜2
‑
1反射后入射至体布拉格光栅3
‑
1，两束子光束经体布拉格光栅3
‑
1作用后共孔径输出，实现2束子光束的光谱合成；以此类推，n束子光束经n
‑
1个体布拉格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，包括：子光束组(1)和多个体布拉格光栅(3)；体布拉格光栅(3)有n
‑
1个，由前至后同轴布置，分别记为：体布拉格光栅3
‑
1、体布拉格光栅3
‑
2、体布拉格光栅3
‑
3、
……
、体布拉格光栅3
‑
(n
‑
1)；子光束组1包括n束子光束，分别记为：子光束1
‑
1、子光束1
‑
2、子光束1
‑
3、
……
、子光束1
‑
(n
‑
1)、子光束1
‑
n；子光束1
‑
1入射至体布拉格光栅3
‑
1，子光束1
‑
2入射至体布拉格光栅3
‑
1，两束子光束经体布拉格光栅3
‑
1作用后共孔径输出，实现2束子光束的光谱合成，合成后光束入射至体布拉格光栅3
‑
2，子光束1
‑
3入射至体布拉格光栅3
‑
2，两束光束经体布拉格光栅3
‑
2作用后共孔径输出，光谱合成，以此类推，n束子光束经n
‑
1个体布拉格光栅(3)作用后共孔径输出，n束子光束光谱合成；n为≥2的正整数。2.如权利要求1所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，还包括多个反射镜(2)，反射镜(2)用于将相应的子光束反射至对应的体布拉格光栅(3)。3.如权利要求2所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，n束所述子光束的波长不同，包括连续激光和脉冲激光两种。4.如权利要求3所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，所述子光束为气体、固体、半导体、化学、自由电子激光器输出的激光中的任意一种或者多种。5.如权利要求4所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，所述体布拉格光栅(3)是透射式和反射式体布拉格光栅的任意一种或者多种。6.如权利要求5所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，入射至任一体布拉格光栅(3)的2束光束具有波长差，以共轭的角度入射至体布拉格光栅(3)并在体布拉格光栅(3)上发生光斑重叠，当其中一束光束的波长λ1满足布拉格条件而另一束光束的波长λ2在体布拉格光栅(3)上的衍射效率为0时，波长为λ1的光束以最大衍射效率发生衍射，波长为λ2的光束透射经过体布拉格光栅(3)，两束光束经体布拉格光栅(3)作用后共孔径输出，2束光束光谱合成。7.如权利要求6所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，所述反射镜2有n
‑
1个，分别记为：反射镜2
‑
1、反射镜2
‑
2、反射镜2
‑
3、
……
、反射镜2
‑
(n
‑
1)；n
‑
1个反射镜2与n
‑
1个体布拉格光栅3一一对应布置；子光束1
‑
1入射至体布拉格光栅3
‑
1，子光束1
‑
2经反射镜2
‑
1反射后入射至体布拉格光栅3
‑
1，两束子光束经体布拉格光栅3
‑
1作用后共孔径输出，实现2束子光束的光谱合成；以此类推，n束子光束经n
‑
1个体布拉格光栅3作用后共孔径输出，n束子光束光谱合成。8.如权利要求6所述的输出复合激光体布拉格光栅光谱合束激光器，其特征在于，所述子光束有4束，第1束子光束是波长为1064nm的脉冲固体激光、第2束子光束是波长为1059nm的连续光纤激光、第3束子光束是波长为1061nm的连续光纤激光、第4束子光束是波长为1057nm的连续光纤激光；反射镜2有3个，第一个反射镜的反射面镀有1059nm高反膜、第二个反射镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗庆霜，杨峰，张恩涛，崔少丽，邹银才，陈永琦，宁凯，郭柳君，王磊，王宏元，钟超英，周桥，徐曾博，叶子峰，李鑫棚，李敬，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：