[发明专利]飞焦级脉冲激光光源

说明书

技术领域

本发明属于光学计量技术领域，主要涉及一种脉冲激光光源，尤其涉及一种强度连续可调的飞焦级脉冲激光光源。

背景技术

在雷达预警、激光测距、激光跟踪、激光制导等领域，远距离目标漫反射回波信号都非常微弱，能量值一般在飞焦（1飞焦等于10^－15焦耳）级，在相应设备和产品科研生产的过程中，需要对其性能进行计量校准，此时需要能够提供飞焦级弱光的光源来模拟漫反射回波信号，而现有的激光器能提供的最低能量值大约在十皮焦（即10^－11焦耳）级，因而需要采用激光器与衰减装置等相结合的方式来设计此类光源。

刘存成等发表在《国防技术基础》（2010年10月刊，24－27页）的《微能量脉冲激光光源量值溯源与研制方案的思考》中，提出利用中性衰减片和无极衰减器相结合的衰减方式实现飞焦级能量输出。如图1所示，光纤激光器发射的光束经准直物镜初步准直,通过0.1%～100%的渐变无级衰减器,平行光束被半透半反分光镜分成两束平行光。一束平行光透过分光镜,并通过有级衰减器和准直扩束物镜组出射平行光,其通光口径为30mm,脉冲能量为500pJ/cm²～1fJ/cm²,另一束平行光经分光镜反射进入激光能量计。通过插入适当透过率的有级衰减器,使出射光的脉冲能量与进入激光能量计的脉冲能量形成适当比例(以下简称透反比),使用激光能量计监测出射光的脉冲能量。当出射光的脉冲能量大于1pJ时,不插入有级衰减器,透反比可设定为1:1,从能量计读出的脉冲能量即为出射光脉冲能量；当出射光的脉冲能量小于1pJ时,插入适当透过率的有级衰减器,设定透反比为1:1000,从激光能量计读出的脉冲能量乘以透反比即为出射光脉冲能量。这一方案的不足之处在于，无极衰减器靠手动调节，无法提供准确量值，同时，无极衰减器存在无法克服的缺陷，即对于大口径光束，光束的不同位置通过衰减器后衰减比率各不相同，出来的光束均匀性无法保证；此外，中性衰减片在μJ能量级以上工作时透过率较为准确，而在fJ能量级的弱光下透过率会发生变化，而现有探测器只能探测光强数百飞焦的光，因此该方案的中性衰减片在实际工作中的透过率无法标定和验证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一套均匀、稳定、准确的飞焦级脉冲激光光源，以模拟远距离目标漫反射回波信号。

本发明提供的飞焦级脉冲激光光源包括激光器，准直镜，分束镜，监视能量计，含有步进电机和偏振片的起偏器组件，含有多个中性衰减片和伺服电机的固定衰减器组件，放置在一维平台上的参考能量计、可变衰减器、扩束镜和计算机；激光器是线偏振光脉冲激光器，输出能量范围是1mJ～10mJ；监视能量计和参考能量计的最低能量探测值为500fJ；当参考能量计在一维平台带动下进入光路时，接收固定衰减器组件送出的透射光束并将探测值送给计算机；激光器发出的激光经准直镜成为平行光束，该平行光束经分束镜分成反射光束和透射光束，监视能量计探测反射光束并将探测值送给计算机，起偏器组件将透射光束转换成线偏振光，线偏振光经过固定衰减器组件的其中一个中性衰减片后，由可变衰减器衰减，衰减光束再由扩束镜扩束后供给外部设备使用。