一種激光脈沖能量穩(wěn)定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及激光技術領域，具體而言涉及一種激光脈沖能量穩(wěn)定裝置。
【背景技術】
[0002] 高功率脈沖激光器系統(tǒng)要求種子光源系統(tǒng)產(chǎn)生的激光脈沖不僅具有穩(wěn)定的能量， 還要具有特定的時間波形分布。穩(wěn)定激光脈沖能量的傳統(tǒng)方法是測量激光脈沖能量并與目 標能量比較，根據(jù)測試能量與目標能量的差異反饋調(diào)整光路上游的控制器或驅(qū)動電源。這 種方法只能根據(jù)當前脈沖的能量起伏校正下一發(fā)激光脈沖，如果下一發(fā)激光脈沖的起伏規(guī) 律和尺度與當前測量激光脈沖的起伏規(guī)律和尺度不一致時，穩(wěn)定的效果就會打折扣甚至變 差。非同發(fā)次的激光脈沖能量穩(wěn)定技術只能穩(wěn)定激光脈沖能量的平均值，不能消除激光脈 沖發(fā)與發(fā)之間的能量隨機起伏。
[0003] 郭小東公開的文獻"光電預偏置激光脈沖穩(wěn)幅器性能研宄"（期刊：強激光與粒子 束，1997年）利用激光技術領域的通用器件普克爾盒電光開關與偏振器組成預加動態(tài)偏置 電壓的光電可變透射率裝置來穩(wěn)定調(diào)Q激光脈沖幅度。其利用快速光電取樣門獲得激光脈 沖取樣信號，輸出一個與激光脈沖幅度成線性正比的低壓電脈沖，再經(jīng)線性電脈沖高壓放 大器放大成高壓電脈沖加載到普克爾盒電光開關電極上，高壓放大電路的線性放大區(qū)域有 限，影響能量控制精度。激光脈沖與高壓脈沖同步到達普克爾盒電光開關，激光脈沖的時間 變化會轉(zhuǎn)化為高壓驅(qū)動脈沖的時間變化，進而反過來改變待穩(wěn)定的激光脈沖時間波形，從 而導致時間波形畸變。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本實用新型提供一種激光脈沖能量穩(wěn)定裝置， 該裝置利用激光脈沖自身的能量起伏，實現(xiàn)對同一發(fā)激光脈沖的能量穩(wěn)定控制，并使激光 脈沖的時間波形不發(fā)生畸變。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
[0006] 一種激光脈沖能量穩(wěn)定裝置，包括主光路和取樣光路，所述主光路包括依次設置 的種子光源、光路傳輸延遲器件、普克爾盒電光開關，所述取樣光路包括分束鏡，所述分束 鏡設置于所述種子光源與光路傳輸延遲器件之間，所述普克爾盒電光開關是預先施加電壓 的，所述取樣光路還包括光強可調(diào)衰減器、光電導開關，所述取樣光路的設置次序依次為： 分束鏡、光強可調(diào)衰減器、光電導開關，所述光電導開關的兩端分別與普克爾盒電光開關的 兩極相連接。
[0007] 進一步，所述主光路還包括偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲 器、偏振器三，所述主光路按照種子光源產(chǎn)生的激光傳輸路徑依次設置為：光路傳輸延遲器 件、偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、普克爾盒電光開關、偏振器 _? 〇
[0008] 進一步，所述主光路還包括偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲 器、全反射鏡，所述主光路按照種子光源產(chǎn)生的激光傳輸路徑依次設置為：光路傳輸延遲器 件、偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延遲器、普克爾盒電光開關、全反射 鏡。
[0009] 本實用新型的有益效果如下：
[0010] 1、本實用新型在取樣光路中采用光電導開關，利用光電導開關的亮阻值變化迅速 泄放普克爾盒電光開關電極的電荷來控制透射率，該控制方法響應速度快、更精確的調(diào)整 激光脈沖的能量起伏；
[0011] 2、光電導開關的暗阻值非常高，不會泄放電荷，從而使普克爾盒電光開關被調(diào)控 后的電壓保持恒定，從而不會引起激光脈沖波形畸變；
[0012] 3、通過將主激光延遲，用同一發(fā)激光脈沖的取樣光調(diào)節(jié)普克爾盒電光開關的透射 率，利用激光脈沖自身的能量起伏實現(xiàn)對同一發(fā)激光脈沖的能量穩(wěn)定，從而實現(xiàn)對每一發(fā) 激光脈沖都精確控制，大大降低了激光脈沖發(fā)與發(fā)之間的能量起伏，并保證不會引起激光 脈沖波形畸變；
[0013] 4、將主激光兩次通過普克爾盒電光開關，降低了普克爾盒電光開關的工作電壓， 有利于激光脈沖能量的穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型實施例一的整體結構和光路示意圖；
[0015] 圖2為本實用新型實施例二的整體結構和光路示意圖；
[0016] 圖3為本實用新型的電路示意圖；
[0017] 圖4為經(jīng)本實用新型實施例二穩(wěn)定前后的激光能量起伏圖；
[0018] 圖5為經(jīng)本實用新型實施例二穩(wěn)定前后的脈沖波形圖。
[0019] 圖中：1 一種子光源，2-分束鏡，3-偏振器一，4一法拉第磁旋光器，5-偏振器二， 6 -1/4波相位延遲器，7-普克爾盒電光開關，8-全反射鏡，9一光強可調(diào)衰減器，10-偏振 器三，11 一光電導開關，12-光路傳輸延遲器件。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合本實用新型的 附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普 通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請 保護的范圍。
[0021] 實施例一：
[0022] 如圖1所示，一種激光脈沖能量穩(wěn)定裝置，包括主光路和取樣光路，所述主光路包 括依次設置的種子光源1、光路傳輸延遲器件12、偏振器一 3、法拉第磁旋光器4、偏振器二 5、1/4波相位延遲器6、普克爾盒電光開關7、偏振器三10,所述種子光源1產(chǎn)生的激光在主 光路的傳輸路徑為：光路傳輸延遲器件12、偏振器一 3、法拉第磁旋光器4、偏振器二5、1/4 波相位延遲器6、普克爾盒電光開關7、偏振器三10,所述普克爾盒電光開關7為磷酸二氘鉀 電光開關，單程工作，1/2波電壓為7kV，等效電容值C為14pF，預先施加的電壓％為7kV。
[0023] 如圖1所示，所述取樣光路包括依次設置的分束鏡2、光強可調(diào)衰減器9、光電導開 關11，所述分束鏡2設置于所述種子光源1與光路傳輸延遲器件12之間，由種子光源1發(fā) 出的激光在取樣光路的傳輸路徑為：分束鏡2、光強可調(diào)衰減器9、光電導開關11，所述光電 導開關11的兩端分別與普克爾盒電光開關7的兩極相連接。在取樣光路中采用光電導開 關11，利用光電導開關11的亮阻值變化迅速泄放普克爾盒電光開關7電極的電荷來控制透 射率，該控制方法響應速度快、更精確的調(diào)整激光脈沖的能量起伏。
[0024] 利用如上所述的激光脈沖能量穩(wěn)定裝置的激光能量穩(wěn)定方法，包括以下步驟：
[0025] (1)所述普克爾盒電光開關7預先施加電壓Vy V。為7kV，在普克爾盒電光開關7 的電極存儲電荷，然后種子光源1發(fā)出激光脈沖，脈沖持續(xù)時間為T，經(jīng)過所述分束鏡2分 束成兩束，一束為主激光，激光能量為E in，另一束為取樣光，所述主激光的能量與取樣光的 能量比值為10:1，主激光沿主光路傳輸，取樣光沿取樣光路傳輸；
[0026] (2)步驟（1)得到的取樣光先傳輸?shù)焦鈴娍烧{(diào)衰減器9,經(jīng)過所述光強可調(diào)衰減器 9調(diào)節(jié)后，取樣光偏振度提高，光強度得到相應比例的改變，然后傳輸?shù)焦怆妼ч_關11并被 吸收，使所述光電導開關11電阻值由暗阻值降低至亮阻值R AS，所述光電導開關7選用砷化 鎵光電導開關，其暗阻值為兆歐姆量級，亮阻值為歐姆量級，并且其亮阻值與取樣光的能量 成反比，當光電導開關11的阻值降低至亮阻值后，如圖3所示，光電導開關11與普克爾盒 電光開關7形成RC閉合回路，存儲在所述普克爾盒電光開關7上的電荷通過電阻值降低的 光電導開關11迅速泄放，普克爾盒電光開關7兩端的電壓值由V。降低至V rc，即普克爾盒電 f A 光開關7的實際電壓值為Fpc =FfleXp ，\。為2. 5-4. 5kV，Vrc的中心值為3. 5kV，其 V J 中，C為普克爾盒電光開關7的等效電容值，t為激光脈沖持續(xù)時間；
[0027] (3)所述取樣光脈沖經(jīng)過之后，所述光電導開關11的電阻值恢復至暗阻值，相當 于RC回路斷開，存儲在所述普克爾盒電光開關7上的電荷不能通過光電導開關11泄放，普 克爾盒電光開關7的電壓恒定在V rc，由于光電導開關11的暗阻值非常高，不會泄放電荷， 從而使普克爾盒電光開關7被調(diào)控后的電壓保持恒定，從而不會引起激光脈沖波形畸變；
[0028] (4)步驟（1)得到的主激光經(jīng)過在光路傳輸延遲器件12的延遲后，再依次經(jīng)過偏 振器一 3、法拉第磁旋光器4、偏振器二5、1/4波相位延遲器6,所述1/4波相位延遲器6的 作用是改變激光的偏振狀態(tài)，便于能量調(diào)控，所述偏振器一 3、法拉第磁旋光器4、偏振器二 5組合設置可以將主激光從光路中分離，避免有害反射光的影響，對于不需要的雜質(zhì)光則由 偏振器二5輸出，主激光傳輸?shù)狡湛藸柡须姽忾_關7,所述主激光到達普克爾盒電光開關7 的延遲時間大于取樣光的脈沖持續(xù)時間t，此時，普克爾盒電光開關7的電壓在主激光脈 沖通過期間恒定在Vrc，主激光經(jīng)過普克爾盒電光開關7和偏振器三10輸出，主激光能量被 fy \ 調(diào)整為，即E()Ut=T*Ein，其中r = sin2 ，是主激光通過普克爾盒電光開關7和 偏振器三10組合的透射率，T為30% -70%，T的中心值為50%，得到能量穩(wěn)定的激光脈 沖。通過將主激光延遲，用同一發(fā)激光脈沖的取樣光調(diào)節(jié)普克爾盒電光開關7的透射率，利 用激光脈沖自身的能量起伏實現(xiàn)對同一發(fā)激光脈沖的能量穩(wěn)定，從而實現(xiàn)對每一發(fā)激光脈 沖都精確控制，大大降低了激光脈沖發(fā)與發(fā)之間的能量起伏，并保證不會引起激光脈沖波 形畸變。
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