一种长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置与方法制造方法及图纸

技术编号：41496587 阅读：8 留言：0更新日期：2024-05-30 14:40

本发明专利技术公开了一种长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置与方法，所述装置包括探测源、扩束系统、LDA侧泵模块、刀口、能量计及信号发生器，其中：探测源作为热焦距测量的探测光源；扩束系统作为探测源尺寸扩束装置；LDA侧泵模块作为热源发生装置，实现长脉冲泵浦下高峰值功率泵浦注入；刀口置于探测光源经LDA侧泵模块后束腰位置两侧，将横向纵向光束切割，实现光束尺寸表征；能量计放置于测量装置后端区域，用于获取探测源能量测量；信号发生器作为时序控制部分，实现探测源与LDA侧泵模块间时序同步。本发明专利技术采用时序同步结合高斯光束传输变换获取长脉冲LDA侧泵时间上热焦距数值，具有结构简单、易于操作且测量精度高的优点。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光，涉及一种长脉冲lda侧泵模块热焦距实时监测测量装置与方法，具体涉及一种基于时序同步测控的长脉冲lda侧泵固体激光工作物质实时热透镜焦距测量装置及方法。

技术介绍

1、随着固体激光器的飞速发展，涌现出大量高速反应非反应流场参量诊断技术，同时高精度的流场信息表征对激光源的参量特性提出更高要求。就固体激光器而言，半导体泵浦的固态激光器(dpsl)相较于闪光灯泵浦具有泵浦光与激光空间模式良好匹配及热效应大幅降低等显著优势。常规的dpsl采用端面泵浦及侧面泵浦两种泵浦方式，端泵为泵浦光与腔内激光横模间共轴，同时伴随吸收高、阈值低及高效率等特性，然而局限性在于无法实现高功率激光的输出，为此高功率激光的获取更多依赖于大功率长脉冲环形激光二极管阵列(lda)，即普遍采取的侧泵结构。轴向截面泵浦面元决定泵浦均匀性，成为泵浦均匀分布的先决条件。复杂泵浦结构造就了工作物质内泵浦光分布不均匀，大功率长脉冲泵浦光导致工作物质内时间上热功率转化和热沉积形成，产生晶体横截面内热梯度分布，进而形成了热致双折射及热透镜效应，制约影响输出激光性能，严重时可伴随自聚焦形成，造成光学元器件损伤。为此，改善光束质量、补偿增益分布及获取高功率稳定激光特性对时间上热焦距实时监测测量提出必要性。

2、迄今，普遍的热透镜焦距测试方法为he-ne直接测量法、横模拍频法及临界腔法等，诸类方法可直观明确表征物理意义、反演热焦距数值，但面临测量偏差大、操作繁琐复杂和无法实现实时同步热焦距精准测量等问题。

技术实现思路</p>

1、本专利技术的目的是提供一种长脉冲lda侧泵模块实时热焦距测量的装置与方法，采用时序同步结合高斯光束传输变换获取长脉冲lda侧泵时间上热焦距数值，具有结构简单、易于操作且测量精度高的优点。

2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种长脉冲lda侧泵模块实时热焦距测量的装置，包括探测源、扩束系统、lda侧泵模块、刀口、能量计及信号发生器，其中：

4、所述探测源作为热焦距测量的探测光源；

5、所述扩束系统作为探测源尺寸扩束装置；

6、所述lda侧泵模块作为热源发生装置，实现长脉冲泵浦下高峰值功率泵浦注入；

7、所述刀口固定于三维调整光学位移台面，且置于探测光源经lda侧泵模块后束腰位置两侧，将横向纵向光束切割，实现光束尺寸表征；

8、所述能量计放置于测量装置后端区域，用于获取探测源能量测量；

9、所述信号发生器作为时序控制部分，精准控制时序分布，实现探测源与lda侧泵模块间时序同步。

10、一种利用上述装置进行长脉冲lda侧泵模块实时热焦距测量的方法，包括如下步骤：

11、步骤一、启动探测源，反复调节lda侧泵模块位置使之反射光与入射光共轴，确保探测光源辐射激光与lda侧泵模块中心重合；

12、步骤二、设置信号发生器，调节延时参数，确保待测泵浦区域与探测源时序同步；

13、步骤三、将刀口放置于高精度三维移动台平面，同时整体置于滑轨之上；

14、步骤四、开启lda侧泵模块，工作物质吸收泵浦光后内部形成热沉积，确保时序控制，光束完全未切光时测量经lda侧泵模块后输出能量参量e，粗略估计探测光源经lda侧泵模块后束腰位置，将刀口置于两侧，固定刀口x方向，同时调节y方向位置分别记录探测能量为10％e和90％e时候y方向刀口移动距离即为光束y方向尺寸，同理可获取x方向尺寸，调整位移台轴向移动则可获得不同位置处光斑大小；

15、步骤五、将泵浦时lda侧泵模块工作物质等效为热透镜，则通过如下公式计算获得对应于泵浦区域内热透镜焦距：

16、

17、其中，i代表x和y方向；λ为探测源波长；l为探测源束腰与lda侧泵模块中心间距；ω0为探测光源束腰半径；θ为光束发散角。

18、相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：

19、本专利技术结构装置简单、易于操作且测量结果准确，可精准实现长脉冲lda侧泵模块内任意时刻热焦距参量表征，为有效补偿增益分布和改善输出激光性能特性提供基本和可能。

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【技术保护点】

1.一种长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述装置包括探测源、扩束系统、LDA侧泵模块、刀口、能量计及信号发生器，其中：

2.根据权利要求1所述的长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述探测源的重频为1～20Hz，输出能量为5～10mJ，激光发散角为2mrad。

3.根据权利要求1所述的长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述扩束系统的扩束倍数为1～2倍。

4.根据权利要求1所述的长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述LDA侧泵模块的重频为1～20Hz，运转时间为2～7ms。

5.一种利用权利要求1-4任一项所述装置进行长脉冲LDA侧泵模块实时热焦距测量的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种长脉冲lda侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述装置包括探测源、扩束系统、lda侧泵模块、刀口、能量计及信号发生器，其中：

2.根据权利要求1所述的长脉冲lda侧泵模块实时热焦距测量的装置，其特征在于所述探测源的重频为1～20hz，输出能量为5～10mj，激光发散角为2mrad。

3.根据权利要求1所述的长脉冲lda...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭江波，杨超博，张善春，于欣，曹振，刘文备，韩明宏，亓金浩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：

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