[发明专利]一种激光脉冲同步控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种能提高同步精度的激光脉冲同步控制装置。

背景技术

高能量、高峰值功率激光在激光加工、激光非线性效应和远程传感领域中具有重要和广泛的应用。对激光器进行调Q是获得高能量和高峰值功率输出的主要方式。为满足应用需求，进一步提高能量和峰值功率的方法主要包括：加大泵浦注入，多级级联放大和多元激光同步合成。由于激光热效应的限制，泵浦注入增大到一定程度时，激光输出能量和功率会出现饱和。多元激光同步合成与级联放大相比，具有单元技术简单，良好的热管理，良好的激光传输特性，系统扩展性好和配置灵活等优势，具有广阔且重要的发展和应用前景。多元激光同步合成中的关键技术是激光脉冲的同步，即两束或多束激光脉冲在时间上的精确重叠。

调Q激光脉冲宽度通常为ns或十ns量级。传统的激光脉冲同步方法是通过控制调Q触发时刻实现的。首先对各路激光输出脉冲进行采样，确定各路激光脉冲产生的相对时差，对时差信号进行分析处理，并反馈控制各台激光器的下一个脉冲周期的电光调Q触发时刻，使激光脉冲同步输出。采用该方法脉冲同步精度可达到±1ns左右(参考文献：尚卫东等，Nd3+:YAG固体激光器电光调Q激光脉冲的时域分析，红外与激光工程，2009年，第38卷，第4期，633-636页)。但是，由于激光输出相对于调Q触发信号的延时的不确定性，即激光脉冲建立时间的不确定性，使得这种反馈控制各台激光器的下一个脉冲周期的电光调Q触发时刻的激光脉冲同步方法的精度难以进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种激光脉冲同步控制装置，能克服目前反馈控制各台激光器的下一个脉冲周期的电光调Q触发时刻的激光脉冲同步方法的缺陷、进一步提高激光脉冲同步精度。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种激光脉冲同步控制装置，连接M路激光脉冲源，M是大于1的自然数，其特征在于：除一路外其他各路激光脉冲从输入到输出依次包括设置分光镜、静态光延时器和动态光延时模块，所述一路从输入到输出则依次包括设置分光镜和静态光延时器；每路的所述分光镜的激光脉冲分束输入各自光电探测器，所述光电探测器都输出连接延时控制器；所述延时控制器控制连接各所述动态光延时模块。

按照本发明所提供的激光脉冲同步控制装置，M＝2。

按照本发明所提供的激光脉冲同步控制装置，3≤M＜1000。

按照本发明所提供的激光脉冲同步控制装置，所述动态光延时模块包括电光驱动器及其连接的N个动态光延时单元，N为3到100之间的自然数；每个动态光延时单元都包括电光偏振调制器及其控制连接的四个偏振分光镜；所述四个偏振分光镜中二个位于输入光脉冲同一直线上，另二个位于输入光脉冲平行直线上。

本发明有益效果在于：1、传统的脉冲同步方法通过测量已发射的脉冲周期中的光脉冲时间差来修正调Q触发电信号的延迟时间，使同步精度近似等于光脉冲建立时间的抖动；2、本发明提出通过检测当前脉冲周期内的两束光脉冲时间差，并进行快速信号处理和延迟时间修正，进一步提高脉冲同步精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种提高同步精度的激光脉冲同步控制装置的第一实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的一种提高同步精度的激光脉冲同步控制装置的第一实施例中的第一动态光延时器结构示意图；

图3为本发明提供的一种提高同步精度的激光脉冲同步控制装置的第二实施例的结构示意图。