[发明专利]一种高能固体脉冲激光偏振合束装置

说明书

本发明提供一种高能固体脉冲激光偏振合束装置，包括：至少两个并列设置且结构相同的合束子模块，相邻所述合束子模块输出的激光偏振类型不同；第二偏振分光立方体，对所述相邻合束子模块输出偏振状态不同的激光进行合束；第二转盘，对合束激光中不同偏振类型的激光进行偏振状态调整得到高功率合束激光输出；生成激光时序调节模块，调控所述固体调Q脉冲激光器以及所述第一转盘、第二转盘的转速，使各固体调Q脉冲激光器输出的激光在时间域上分开交错输出。本发明采用偏振合束的方式将多组调Q脉冲固体激光器进行时间域上的合束，输出高峰值功率、高平均功率的脉冲激光。

技术领域

本发明涉及激光调制技术领域，具体而言，尤其涉及一种高能固体脉冲激光偏振合束装置。

背景技术

高功率激光器在金属冶炼、材料加工、生物医学及光电领域等有着广泛的用途。高平均功率和高光束质量的激光器系统可应用于材料加工领域，如激光切割、激光打标、激光焊接等等。

目前，高功率的激光输出系统主要包括固体激光器、光纤激光器、氧碘化学激光器、HF/DF化学激光器和半导体泵浦碱金属激光器等，而通过激光合束的手段还可以进一步提高输出的激光功率。其中氧碘化学激光器、HF/DF化学激光器和半导体泵浦碱金属激光器定标放大性好，不需要合束即可实现高功率激光输出；而光纤激光器的大功率脉冲化比较困难，一般采用光谱合成的手段提高其输出功率。固体激光器可以通过调Q手段可以轻松获得大能量的激光输出，适于高峰值功率脉冲输出。而由于热管理的原因，对于构造出高重复频率和高峰值功率的固体激光器来说，解决热效应造成的不利影响是一件十分困难的事。因此，为了获得更高平均功率的激光输出，可采取时序上的多束激光进行合束的手段。

发明内容

根据上述提出的光纤激光器的大功率脉冲化比较困难的技术问题，而提供一种高能固体脉冲激光偏振合束装置。本发明通过设置固体调Q脉冲激光器时间延迟，使多台激光器输出的激光光束在时间域上各不重合交错输出，再通过调节改变其光束偏振特性，利用偏振分光立方体进行合束输出。

本发明采用的技术手段如下：

一种高能固体脉冲激光偏振合束装置，包括：至少两个并列设置且结构相同的合束子模块，相邻所述合束子模块输出的激光偏振类型不同，所述合束子模块包括两个生成激光偏振状态不同的合束激光生成模组、对所述合束激光生成模组输出的激光进行合束的第一偏振分光立方体以及对合束激光中不同偏振类型的激光进行偏振状态调整的第一转盘，其中所述合束激光生成模组包括依次设置在光路上的固体调Q脉冲激光器和偏振状态调制结构；第二偏振分光立方体，对所述相邻合束子模块输出偏振状态不同的激光进行合束；第二转盘，对合束激光中不同偏振类型的激光进行偏振状态调整得到高功率合束激光输出；生成激光时序调节模块，调控所述固体调Q脉冲激光器以及所述第一转盘、第二转盘的转速，使各固体调Q脉冲激光器输出的激光在时间域上分开交错输出。

进一步地，转盘上间隔设置有空白窗口和二分之一波片窗口。

进一步地，所述第一转盘、第二转盘的初始相位相同且转速相同。

进一步地，所述生成激光时序调节模块包括信号光输出激光器、光电倍增管以及时间延时器；所述信号光输出激光器发射的连续指示光经过第一转盘或者第二转盘射向光电倍增管，所述光电倍增管将接受到的光信号转化为电信号，并反馈给时间延迟器，进而调控所述固体调Q脉冲激光器以及所述第一转盘、第二转盘的转速。

进一步地，所述信号光输出激光器为氦氖激光器、二极管激光器或任意可连续出光的激光器。

进一步地，所述偏振状态调制结构为二分之一波片或者法拉第磁光调制器。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：