【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自由电子激光器领域，尤其涉及一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统及方法。
技术介绍
1、随着电子加速器及其他相关技术的飞速发展，自由电子激光技术突飞猛进，在许多重要领域的研究中，如生命科学、材料科学、能源科学以及信息科学等发挥着越来越重要的作用。
2、对于振荡器型自由电子激光器，光学谐振腔是其中的重要组成部分，起着提供光学正反馈，控制激光模式的作用。振荡器型自由电子激光器的光学谐振腔一般采取近同心方案，由于其近同心对称的结构，光学谐振腔对镜面的准直误差非常敏感。为了实现饱和激光输出，波荡器的磁轴、光学谐振腔的光轴和电子束的传播轴都必须高精度地对准，也就是要使波荡器磁场中心轴线、电子束轨迹中心线和光学谐振腔的光轴三轴共线。因此，如何制备高度准直的光学谐振腔，对于振荡器型自由电子激光器实现大范围波长调谐、提高光束质量具有重要意义。
3、鉴于应用需求，人们提出了许多振荡器准直技术。如文献d.j.dunning et.al.,overview and status of the alice ir-fel.proceedings of fel2009,liverpool,uk中公开，杰斐逊国家实验室发展了一套准直方式，通过配备三个铍楔(每个铍楔都有一个1mm的孔)、ccd摄像机、氦氖激光对准模块和45度的弹出镜设备，首先对其中一个谐振反射镜进行准直，通过氦氖激光束与两个铍楔正确对齐，调整谐振镜，当反射光束集中在中央铍楔的背面表明光学谐振腔已经对准；另一个相同的系统，则用于对准另一个谐振镜。华中科
4、但现有这些准直方法在实际应用于振荡型自由电子激光器的光学谐振腔时，存在准直设备繁多、成本高昂、操作复杂等问题。因此，如何提供一种设备结构紧凑、成本低、操作简单的光学谐振腔准直方案是急需解决的问题。
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供了一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统及方法，其结构紧凑、成本低、操作简单，能实现谐振腔间的高精度准直，进而很好的解决了现有准直方法所存在的上述技术问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术实施方式提供一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所准直的光学谐振腔由上游反射镜与下游反射镜组成，所述下游反射镜上设有一个耦合孔，该准直系统包括：
4、激光源、光学分光镜片和光功率探测器；其中，
5、所述光学分光镜片设置所述腔体内，处于所述上游反射镜与下游反射镜的之间；
6、所述光功率探测器设置在所述下游反射镜的耦合孔的外侧，能检测耦合孔耦出光束的功率；
7、所述激光源处于所述光学分光镜片的侧面，该激光源的出射激光端经所述光学分光镜片、上游反射镜、下游反射镜的耦合孔和光功率探测器形成准直测量光路。
8、本专利技术实施方式还提供一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直方法，采用本专利技术所述的用于光学谐振腔的准直系统，包括以下步骤：
9、调整光学谐振腔的上游反射镜与下游反射镜的位置和姿态进行预准直，使所述上游反射镜与下游反射镜的对心误差达到能从所述下游反射镜的耦合孔引出激光的精度；
10、通过激光源出射的激光束入射到光学分光镜片后，经所述光学分光镜片后在上游反射镜与下游反射镜之间往返反射，当激光束到达所述下游反射镜时，部分激光束经所述下游反射镜的耦合孔耦合至光功率探测器，由所述光功率探测器得出耦出激光束的功率；
11、调整所述上游反射镜与下游反射镜的位置和姿态直至所述光功率探测器得出的耦出激光束的功率满足准直条件，则完成所述上游反射镜与下游反射镜的准直处理。
12、与现有技术相比，本专利技术所提供的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统及方法，其有益效果包括：
13、由于仅在组成光学谐振腔的上游反射镜与下游反射镜之间设置光学分光镜片，与配套的激光源和在下游反射镜的耦合孔外侧的光功率探测器即组成了准直系统，所需设备少，安装简便，且准直操作简单，不复杂，同时与现有准直方法相比能达到较高的精度。
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1.一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所准直的光学谐振腔由上游反射镜与下游反射镜组成，所述下游反射镜上设有一个耦合孔，该准直系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所述激光源采用氦氖激光器；
3.根据权利要求1或2所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，还包括：调节式遮光套筒，设置在所述下游反射镜的耦合孔与所述光功率探测器之间，作为所述耦合孔与所述光功率探测器之间的遮光通道。
4.根据权利要求1或2所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所述下游反射镜的耦合孔的孔径为1.5mm～2mm。
5.一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的用于的光学谐振腔的准直系统，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直方法，其特征在于，所述光功率探测器得出的耦出激光束的功率满足准直条件包括：
7.根据权利要求6所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的
...【技术特征摘要】
1.一种用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所准直的光学谐振腔由上游反射镜与下游反射镜组成，所述下游反射镜上设有一个耦合孔，该准直系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，所述激光源采用氦氖激光器；
3.根据权利要求1或2所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准直系统，其特征在于，还包括：调节式遮光套筒，设置在所述下游反射镜的耦合孔与所述光功率探测器之间，作为所述耦合孔与所述光功率探测器之间的遮光通道。
4.根据权利要求1或2所述的用于自由电子激光器光学谐振腔的准...
【专利技术属性】
技术研发人员：李和廷，夏梦奇，徐远方，赵周宇，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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