一種脈沖激光器的輸出方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種脈沖激光器的輸出方法和一種脈沖激光器的輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖激光器中增益介質(zhì)通過吸收栗浦光實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的累積，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)對輸入的脈沖信號進(jìn)行放大，實(shí)現(xiàn)脈沖激光的輸出。如圖1所示是增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)累積過程的示意圖，其中橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)。增益介質(zhì)吸收栗浦光后，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)逐步增加，直至達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)達(dá)到最大值。
[0003]如圖2所示是增益介質(zhì)對周期固定的信號光進(jìn)行放大的示意圖。其中橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為單位時間內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，圖中各個面積即表示一個信號光周期內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，可以看出，在未達(dá)到穩(wěn)態(tài)前，一個信號光周期內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)逐步增加。如圖3所示是激光器采用周期固定的信號光輸出激光的能量示意圖，其中，橫坐標(biāo)時時間，縱坐標(biāo)時增益介質(zhì)對脈沖信號的放大倍數(shù)，由于信號光周期內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不同，在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子未達(dá)到穩(wěn)態(tài)前，增益介質(zhì)對脈沖信號的放大倍數(shù)不同，從而影響了輸出的激光脈沖的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述問題，提出了本申請實(shí)施例以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種脈沖激光器的輸出方法和相應(yīng)的一種脈沖激光器的輸出裝置。
[0005]為了解決上述問題，本申請實(shí)施例公開了一種脈沖激光器的輸出方法，包括:
[0006]采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號；所述采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)包括對在不同栗浦功率下的脈沖激光器增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子累積過程中的反轉(zhuǎn)粒子的數(shù)量進(jìn)行采樣獲得的數(shù)據(jù)；
[0007]將所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號和預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)脈沖信號組合得到輸入脈沖信號；
[0008]在脈沖激光器啟動時，以所述輸入脈沖信號控制脈沖激光器出光。
[0009]優(yōu)選的，所述預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)存儲于預(yù)置的存儲器中，所述預(yù)置的存儲器的每一個存儲地址存儲一個采樣數(shù)據(jù)，同一栗浦功率的脈沖激光器增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子累積過程中的采樣數(shù)據(jù)的存儲地址，按采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間順序依次遞增；
[0010]所述采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號的步驟包括:
[0011]獲取脈沖激光器的當(dāng)前栗浦功率；
[0012]將與所述當(dāng)前栗浦功率對應(yīng)的第一個采樣數(shù)據(jù)的存儲地址作為第一地址；
[0013]讀取所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)；
[0014]判斷所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差是否大于預(yù)設(shè)參考值；
[0015]若是，則記錄所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間，在該采樣時間生成脈沖信號作為非穩(wěn)態(tài)脈沖信號。
[0016]優(yōu)選的，所述采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號的步驟還包括:
[0017]若所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差小于預(yù)設(shè)參考值，則進(jìn)行遞推步驟:
[0018]所述遞推步驟包括:以下一個存儲地址更新所述第一地址；
[0019]在所述第一地址更新后，返回所述讀取所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)的步驟。
[0020]優(yōu)選的，所述采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號的步驟還包括:
[0021]若所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)參考值，則判斷所述采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間是否大于預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)時間；
[0022]若否，則將當(dāng)前第一地址的采樣數(shù)據(jù)作為新的第一數(shù)據(jù)并執(zhí)行所述遞推步驟。
[0023]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)參考值為所述預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)脈沖信號的周期內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的數(shù)值。
[0024]同時，本申請還公開了一種脈沖激光器的輸出裝置，包括:
[0025]非穩(wěn)態(tài)脈沖信號生成模塊，用于采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號；所述采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)包括對在不同栗浦功率下的脈沖激光器增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子累積過程中的反轉(zhuǎn)粒子的數(shù)量進(jìn)行采樣獲得的數(shù)據(jù)；
[0026]輸入脈沖信號生成模塊，將所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號和預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)脈沖信號組合得到輸入脈沖信號；
[0027]輸出控制模塊，在脈沖激光器啟動時，以所述輸入脈沖信號控制脈沖激光器出光。
[0028]優(yōu)選的，所述預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)存儲于預(yù)置的存儲器中，所述預(yù)置的存儲器的每一個存儲地址存儲一個采樣數(shù)據(jù)，同一栗浦功率的脈沖激光器增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子累積過程中的采樣數(shù)據(jù)的存儲地址，按采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間順序依次遞增；
[0029]所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號生成模塊進(jìn)一步包括:
[0030]栗浦功率獲取子模塊，用于獲取脈沖激光器的當(dāng)前栗浦功率；
[0031]第一地址確定子模塊，用于將與所述當(dāng)前栗浦功率對應(yīng)的第一個采樣數(shù)據(jù)的存儲地址作為第一地址；
[0032]讀取子模塊，用于讀取所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)；
[0033]第一判斷子模塊，用于判斷所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差是否大于預(yù)設(shè)參考值；
[0034]脈沖信號生成子模塊，用于若所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)參考值，則記錄所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間，在該采樣時間生成脈沖信號作為非穩(wěn)態(tài)脈沖信號。
[0035]優(yōu)選的，所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號生成模塊還進(jìn)一步包括:
[0036]第一遞推子模塊，用于若所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差小于預(yù)設(shè)參考值，則進(jìn)行遞推步驟:
[0037]所述遞推步驟包括:以下一個存儲地址更新所述第一地址；
[0038]在所述第一地址更新后，返回所述讀取所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)的步驟。
[0039]優(yōu)選的，所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號生成模塊還進(jìn)一步包括:
[0040]第二判斷子模塊，用于若所述第一地址的采樣數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)第一數(shù)據(jù)之差大于預(yù)設(shè)參考值，則判斷所述采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間是否大于預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)時間；
[0041]第二遞推子模塊，用于若所述采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的采樣時間大于預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)時間，則將當(dāng)前第一地址的采樣數(shù)據(jù)作為新的第一數(shù)據(jù)并執(zhí)行所述遞推步驟。
[0042]優(yōu)選的，所述預(yù)設(shè)參考值為所述預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)脈沖信號的周期內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的數(shù)值。
[0043]本申請實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn):
[0044]本申請通過調(diào)整增益介質(zhì)處于非穩(wěn)態(tài)時的脈沖信號的輸入時序，保證在非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)時每個信號光間隔內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)相同，從而保證增益介質(zhì)對每一個輸入的信號光的放大倍數(shù)相同。
【附圖說明】
[0045]圖1是增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)累積過程的示意圖；
[0046]圖2是增益介質(zhì)對周期固定的信號光進(jìn)行放大的示意圖；
[0047]圖3是激光器采用周期固定的信號光輸出激光的能量示意圖；
[0048]圖4是本申請的一種脈沖激光器的輸出方法實(shí)施例的步驟流程圖；
[0049]圖5是理想的脈沖激光器的輸出能量示意圖；
[0050]圖6是本申請實(shí)施例中增益介質(zhì)在調(diào)整的脈沖信號周期內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)累積的示意圖；
[0051]圖7是本申請實(shí)施例中脈沖激光器的輸出方法的示意圖；
[0052]圖8是本申請的一種脈沖激光器的輸出裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]為使本申請的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0054]本申請實(shí)施例的核心構(gòu)思之一在于，通過預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)得到的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，調(diào)整非穩(wěn)態(tài)時的脈沖信號的輸入時序，從而在非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)時每個信號光間隔內(nèi)產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)相同。
[0055]參照圖4，示出了本申請的一種脈沖激光器的輸出方法實(shí)施例的步驟流程圖，具體可以包括如下步驟:
[0056]步驟101，采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成非穩(wěn)態(tài)脈沖信號；所述采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)包括對在不同栗浦功率下的脈沖激光器增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子累積過程中的反轉(zhuǎn)粒子的數(shù)量進(jìn)行采樣獲得的數(shù)據(jù)；
[0057]步驟102，將所述非穩(wěn)態(tài)脈沖信號和預(yù)設(shè)穩(wěn)態(tài)脈沖信號組合得到輸入脈沖信號；
[0058]步驟103，在脈沖激光器啟動時，以所述輸入脈沖信號控制脈沖激光器出光。
[0059]由于激光器的增益介質(zhì)在非穩(wěn)態(tài)時反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的累積速度是逐漸增加的，為了保證在非穩(wěn)態(tài)時增益介質(zhì)對每個脈沖信號的放大倍數(shù)相同，需要保證脈沖信號的間隔內(nèi)生成的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)目相同，因而需要調(diào)整非穩(wěn)態(tài)時，輸入的脈沖信號光的時序。在本申請實(shí)施例中，采用預(yù)置的采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)生成在激光器非穩(wěn)態(tài)下輸出的非穩(wěn)態(tài)脈沖信號，采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)表示從零時刻到當(dāng)前時刻產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，采樣反轉(zhuǎn)粒子數(shù)包