[发明专利]空间滤波系统

说明书

技术领域

本发明涉及高功率激光器技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于高功率激光器中的空间滤波系统。

背景技术

空间滤波器在高功率激光系统中的应用已经有近40年的历史，特别在二十世纪末各国都致力于惯性约束核聚变激光装置的研制，例如美国的NOVA和NIF，日本的GIKKOX II，法国的LMJ和中国的神光装置，而在这些装置中都采用了空间滤波器。

实践证明，在高功率激光系统中采用了空间滤波器后，激光的亮度、能量、可聚焦功率指标都成倍的提高，而空间滤波器的原理就在于对激光高斯光束的高频分量进行滤波，即在其傅里叶频谱上，利用小孔滤除入射光束的高频分量，抑制高频分量的非线性增长，防止自聚焦的发生。附图2示出了现有技术中的一种空间滤波系统，其中具有光路调整装置，光路调整装置主要监测步骤为：开通白光LED 104的电源照明小孔的轮廓，然后使小孔的轮廓清晰的成像到CCD 107，调整CCD 107的焦面到达空间滤波器内的小孔位置，这样小孔内的光斑可以恰好成像到CCD 107上，通过比较小孔中心和光斑中心的误差来调整反射镜100和反射镜101使小孔的中心和焦斑的中心重合，从而是主光路准直。这种光路调整装置基于直观的CCD成像来对光路进行调整，相比传统的基于功率计的光路调整方案精度更高，并且更便于实验人员的操作。然而这种光路调整装置仍然存在一些问题。比如：如图2所示，为观察小孔轮廓，上述空间滤波系统的光路调整方案中需要用CCD 107接收主光路激光的透射光，这样就要求反射镜110不能是全反镜，而应当是具有一定透射率的反射镜，因此主光路的激光能量存在一定的损失；并且，如果主光路中的激光能量波动较大，出现较大的瞬时功率时，很可能造成CCD107损坏。

上述光路调整装置所需的CCD的存在增加了主光路的长度，这样会大大增加整个激光装置的箱体的长度。众所周知，为了使大功率的激光器的性能稳定不受外界的影响，激光器的箱体都比较厚，所以往往大功率激光器箱体的成本很高，如果按照现有方法去设计光路将会增加箱体的体积，这将极大地提高工业成本。

因此，目前迫切需要一种能量损失更小且体积更小的空间滤波系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量损失更小且体积更小的空间滤波系统。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种空间滤波系统，包括激光输入装置、空间滤波器和光路调整装置，所述空间滤波器内具有用于滤波的小孔，其特征在于，所述光路调整装置包括设置在空间滤波器侧面的CCD和位于空间滤波器内部的用于将所述小孔轮廓图像反映到所述CCD的反射镜。

其中，所述激光输入装置用于生成原始激光并对原始激光进行预处理，然后将预处理后的激光输入所述空间滤波器。

其中，所述空间滤波器包括：

不透明的空间滤波器腔体，其侧壁上具有透明窗口，所述腔体的轴线与主光路平行；

位于不透明腔体内的滤波板，所述滤波板上的小孔用于过滤高斯光束高频分量；以及

空间滤波器入射和出射透镜。

其中，所述光路调整装置包括：

照明光源；

位于空间滤波器腔体内用于反映所述滤波板上小孔轮廓图像的反射镜；

位于所述空间滤波器腔体的侧壁上透明窗口处的CCD，该CCD用于接收所述反射镜所反映的小孔周围的图像；以及

与CCD连接的显示单元。

其中，位于空间滤波器腔体内用于反映所述滤波板上小孔轮廓图像的反射镜为棱镜。

其中，所述光路调整装置的所述反射镜包括第一反射镜和第二放射镜，第一反射镜用于反映入射光方向一侧的所述滤波板上小孔轮廓图像，第二反射镜用于反映出射光方向一侧的所述滤波板上小孔轮廓图像；所述CCD包括第一CCD和第二CCD，分别用于接收所述第一、第二反射镜所反映的小孔轮廓图像。

与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

1、本发明的CCD不会增加主光路的长度，体积较小。

2、本发明的主光路激光能量损失较小。

3、本发明可以同时从入射光、出射光两个方向观察小孔附近图像，便于操纵，并且有利于提高激光准直的精度。

附图说明

图1示出了本发明一种实施例的空间滤波系统的光路示意图；

图2示出了现有技术中的一种空间滤波系统的光路示意图(该图中未示出激光输入装置)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：