一种提高脉冲调Ｑ激光器输出光束稳定性的装置和方法，是将快门串联在脉冲调Ｑ激光器和工作系统之间的光路中，通过计算机控制所述脉冲调Ｑ激光器和快门的工作，以根据所述的工作系统需要输出稳定的调Ｑ激光脉冲的目的。本发明专利技术简单易行，在随时满足系统对激光需求的基础上，大幅度地提高了脉冲调Ｑ激光器的输出光束稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及脉冲调Q激光器，尤其是一种提高脉冲调Q激光器输出光束稳定性 的装置和方法。
技术介绍
固体激光器工作过程中，激光棒的热沉积是在所难免的。温度的不均匀分布势必会导致激光棒内折射率的不均匀，出现热透镜效应。泵浦源以不同频率工作，激光棒会产生不同程度的热透镜效应，引起热透镜焦距的动态变化，从而影响谐振腔的稳定性和激光输出的稳定性。另一方面，基频光束通过倍频晶体实现变频的同时，也必然会引起此倍频晶体通光方向上的局域温升，温升使得这一区域内的晶体折射率发生改变，产生倍频晶体的热透镜效应。不同频率的基频光通过倍频晶体时，也会引起热透镜焦距的变化。所以当激光器输出倍频光时，由于激光棒和倍频晶体的热透镜效应，这种不稳定性就会表现的尤为明显，甚至会改变激光的输出模式。尽管激光器设计者提出了一系列的方法，如选择合适的腔结构参数，注入种子脉冲，冷却工作介质和倍频晶体等等，使激光器在一定的热透镜动态范围能够稳定输出，但是设计者不可能考虑到每一个使用者的使用需求，脉冲调Q激光器输出光束的不稳定依然困扰着激光器使用者。调Q技术的关键之一是精确控制Q开关的延时时间，从泵浦开始点燃时刻延时一段时间，当工作物质的上能级反转的粒子数达到最大时，立即打开开关的效果最好。所以在激光器的使用说明中通常都会说明当输入多大频率的泵浦信号和调Q信号以及调Q信号相对于泵浦信号延时多长时间，激光器才会达到最佳的稳定工作状态。大部分激光器操作者虽然是在泵浦开始工作后的最佳时刻打开Q开关，但由于实际使用的需要，激光器的出光频率通常不固定，使用者大部分都是在需要激光脉冲的时刻，才控制激光器的泵浦源和Q开关工作一次或者几次。这使得使用者最关心的激光模式、能量大小和光斑大小常常得不到保障，严重影响整个工作系统的性能。所以如何合理的结合激光器自身的性能参数，使激光器既能按照最佳的状态工作，又能满足使用者的系统要求， 一直是激光器使用者比较关心的话题
技术实现思路
为了克服脉冲调Q激光器使用过程中的上述问题，本专利技术提出了一种提高脉冲 调Q激光器输出光束稳定性的装置和方法。该装置与方法简单易行，可大幅度地提高脉冲调Q激光器输出光束的稳定性。本专利技术的设计思想是一种提高脉冲调Q激光器输出光束稳定性的方法，是将一快门串联在脉冲调Q 激光器和工作系统之间的光路中，使所述的脉冲调Q激光器以恒定的频率出光，通过计算机控制所述的机械快门的工作，以达到对所述的工作系统随时根据需要输出稳定的调Q激光脉冲。本专利技术的具体技术解决方案如下一种提高脉冲调Q激光器输出光束稳定性的装置，其特点在于该装置由快门、快门驱动器、计算机、多功能数据采集卡和接线盒组成，所述的快门设置在由所述的脉冲调Q激光器到工作系统的光路上，所述的多功能数据采集卡插在计算机的PCI插槽上，该多功能数据采集卡的接线盒有三个输出端口第一脉冲输出端口、第二脉冲输出端口和数字输入/输出端口，所述的第一脉冲输出端口与所述脉冲调Q激 光器的泵浦触发信号输入端相连，所述的第二脉冲输出端口与脉冲调Q激光器的调 Q触发信号输入端相连，所述的数字输入/输出端口与所述快门驱动器相连，该快门驱动器与所述的快门相连，所述的快门的输出端与所述的计算机相连。本专利技术装置的工作情况是在所述的计算机的控制下，所述的多功能数据采集 卡产生三路信号泵浦触发信号、调Q触发信号和快门控制信号，从第一脉冲输出 端口输出周期为T。的泵浦触发信号；从第二脉冲输出端口输出周期为T。的调Q触发信号，该调Q触发信号由泵浦触发信号的上升沿触发，且相对于所述的泵浦触发 信号延时Tu当工作系统需要激光时，在距离所述的调Q触发信号的上升沿延时T2 的时刻，从所述的数字输入/输出端输出高电平，驱动器接收到高电平后开启所述的 快门，当工作系统不需要激光时，在距离所述的调Q触发信号的第N+l个上升沿延 时T2的时刻，从所述的数字输入/输出端输出低电平，所述的驱动器接收到低电平 后关闭所述的快门，其中T2〈T。一T， T是所述的快门从接受命令到完全打开或关闭 所需要的时间，N是根据工作系统的需要设置的任意正整数值，表示工作系统需要 的激光脉冲个数。所述的周期To和调Q触发信号相对于泵浦触发信号的延时1由脉冲调Q激光 器的设计参数决定，以使脉冲调Q激光器的输出特性最稳定，输出效率最高，达到4最佳工作态。为了保证激光通过快门的过程，光斑不被快门遮挡，必须使要进入工作系统的 激光脉冲出光前快门处于完全打开的状态，所以当工作系统需要激光时，所述的数 字输入/输出端在所述的调Q触发信号的当前上升沿延时T2的时刻，输出高电平，保 证相邻的下一个激光脉冲出光前，快门完全打开。为了确保通过的脉冲数与设置脉 冲数N —致，并需在N个激光脉冲通过后，第N+l个激光脉冲到来前的快门完全 关闭，挡住第N+1个激光脉冲，所以当工作系统不需要激光时，在所述的调Q触发 信号的第N+l个上升沿延时T2的时刻，所述的数字输入/输出端输出低电平，其中 L〈T。一T， T是所述的快门从接受命令到完全打开(关闭)需要的时间，N可以根据 工作系统的需要设置为任意值，表示工作系统需要的激光脉冲个数。本专利技术的技术效果是1本专利技术为激光器使用者提供了一种简单而行之有效的提高脉冲调Q激光器 输出光束稳定性的装置与方法。2所述的泵浦源和调Q开关按照脉冲调Q激光器使用手册提供的参数(能量输 出最大，光束最稳定时的工作参数)工作，保证了激光器的光束输出特性最为稳定。3所述机械快门的动作决定整个系统中激光的传输与使用与否，既保证了激光 器以设计的最佳参数运行，又保证随时可以满足工作系统对激光的需要。4不同的激光参数需要选择不同性能的快门。只要选择合适的机械快门，就可 以方便地应用于各种包含激光器工作系统中，很容易地将快门嵌入整个工作系统的 自动化控制中。附图说明图1是本专利技术自动提高脉冲调Q激光器使用稳定性的装置示意图。 图2是泵浦触发信号，调Q触发信号，延时信号和快门控制信号的时序图。 具体实施例方式下面结合实例和附图对本专利技术作进一步说明，但不应以此限制专利技术的保护范围。请参阅图1。图1是本专利技术提高脉冲调Q激光器使用稳定性的装置。图中1一脉冲调Q激光器，ll一泵浦触发信号输入端口， 12—调Q触发信号输入端口， 13 一脉冲调Q激光出口， 2—快门，3—快门驱动器，4一计算机，5—多功能数据采集 卡，51—板卡总线端口， 6—接线盒，61—脉冲输出端口， 62—脉冲输出端口， 63 —数字输入/输出端口， 64—接线盒总线端口。由图可见，本专利技术提高脉冲调Q激光器输出光束稳定性的装置，由快门2、快门驱动器3、计算机4、多功能数据采集卡 5和接线盒6组成，所述的快门2设置在由所述的脉冲调Q激光器1到工作系统的 光路上，所述的多功能数据采集卡5插在计算机4的PCI插槽上，该多功能数据采 集卡5经接线盒6有三个输出端口第一脉冲输出端口 61、第二脉冲输出端口 62 和数字输入/输出端口 63，所述的第一脉冲输出端口 61与所述脉冲调Q激光器1的 泵浦触发信号输入端11相连，所述的第二脉冲输出端口 62与脉冲调Q激光器1的 调Q触发信号输入端12相连，所述的数字输入/输出端63与所述快门驱动器3相连， 该快门驱动器3与所述的快门2相连，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高脉冲调Ｑ激光器输出光束稳定性的方法，其特征在于将快门（２）串联在脉冲调Ｑ激光器（１）和工作系统之间的光路中，通过计算机（４）控制所述脉冲调Ｑ激光器（１）和快门（２）的工作，以达到根据所述的工作系统需要输出稳定的调Ｑ激光脉冲。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓凤，赵元安，王建永，李大伟，胡国行，邵建达，
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：31[中国|上海]
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