[发明专利]一种光场强度分布可调制的激光器

说明书

 

技术领域

本发明涉及激光器领域，具体是一种光场强度分布可调制的激光器。

背景技术

传统的激光光束光强的分布调制是采用空间光调制器件直接对激光器输出的激光束进行调制，这种方法的缺点是受到空间光调制器件损伤阈值的限制，被调制的激光功率不能太高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光场强度分布可调制的激光器，采用数字微镜器件可对高功率的激光光束的光场强度进行空间调制。

本发明的技术方案为：

一种光场强度分布可调制的激光器，包括有激光种子源、扩束系统、数字微镜器件和数字光处理电路模块，所述的激光种子源的出射端相对扩束系统的入射端设置，所述的扩束系统的出射端相对数字微镜器件的反射镜设置，所述的数字微镜器件与数字光处理电路模块电连接。

所述的光场强度分布可调制的激光器还包括有增益介质和泵浦光源，所述的增益介质的入射面相对数字微镜器件反射镜的反射输出端设置，所述的泵浦光源的出射端相对增益介质设置。

所述的数字微镜器件反射镜的反射输出端和增益介质的入射面之间设置有光隔离器。

所述的激光种子源选用连续激光器。

所述的激光种子源选用掺镱光纤激光器或Nd:YAG固体激光器。

所述的扩束系统由两个共焦凸透镜和设置于两个共焦凸透镜共焦点处的光阑组成。

所述的增益介质入射面和出射面上均镀有与激光种子源输出的激光光束波长一致的透射膜。

所述的泵浦光源选用灯泵浦激光器或者半导体泵浦激光器；泵浦光源的泵浦方式为同轴泵浦或者侧端泵浦。

本发明所述的数字微镜器镜，其反射面是由50~130万个微镜片聚集在CMOS硅基片上，每个微镜片都是一个光开关，开关时间小于20μs，每个微镜片的尺寸都在微米量级，例如14μm×14μm。

本发明的优点：

（1）、本发明通过数字光处理电路模块控制数字微镜器件上的每个微镜，根据实际需要控制每个微镜的反射角度，实现光开关动作，实现对输出激光光束的空间光强分布的调制，且每次开关动作只需20μs；

（2）、 本发明的增益介质受到泵浦光束的抽运，可以对入射的激光光束进行光强放大，从而使激光光束的光功率获得提高；

（3）、本发明的光隔离器不仅可以保证入射光的透过，并且可以防止反射的激光通过光隔离器照射到DMD器件的反射面上，从而损伤DMD器件。

本发明采用数字微镜器件和数字光处理电路模块调整光场强度，通过增益介质使光功率提高，其结构简单、控制操作方便。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

见图1，一种光场强度分布可调制的激光器，包括有激光种子源1、扩束系统2、数字微镜器件3、数字光处理电路模块4、光隔离器7、增益介质5和泵浦光源6，激光种子源1的出射端相对扩束系统2的入射端设置，扩束系统2的出射端相对数字微镜器件3的反射镜设置，数字微镜器件3的反射输出端相对光隔离器7的入射端设置，光隔离器7的出射端相对增益介质5的入射面设置，数字微镜器件3与数字光处理电路模块4电连接，泵浦光源6的出射端相对增益介质6设置；其中，激光种子源1选用连续激光器，例如：掺镱光纤激光器或Nd:YAG固体激光器；扩束系统2由两个共焦凸透镜和设置于两个共焦凸透镜共焦点处的光阑组成；增益介质5入射面和出射面上均镀有与激光种子源输出的激光光束波长一致的透射膜；泵浦光源6选用灯泵浦激光器或者半导体泵浦激光器，泵浦光源的泵浦方式为同轴泵浦或者侧端泵浦。

本发明的使用原理：

激光种子源1输出的准直激光光束垂直入射进入扩束系统2，扩束系统2将光束调整到与数字微镜器件3反射面匹配，数字光处理电路4控制数字微镜器件3，对入射到数字微镜器件3反射镜上的激光光束进行空间光强调制，调整过光强后的激光光束经数字微镜器件3的反射镜反射，然后经过光隔离器7，投射到增益介质5的入射面，增益介质5受到侧面泵浦光源6发射的泵脉光的抽运，增益介质内的粒子被不断抽运到上能级，从而使得激光光束的光强得到放大，放大后的激光光束由增益介质的出射面输出。

实施例：

采用波长为1064nm，输出功率为100mW，单模半导体激光器作为种子激光，输出光束直径为3mm，扩束系统由两个共焦凸透镜组成，透镜的焦距分别为100mm和250mm，可以将光束直径放大为7.5mm，数字微镜器件采用德州仪器的DLP? 0.3 WVGA 系列220 DMD，其反射面尺寸为0.3英寸，微镜元数为608×684，增益介质为Nd:YAG晶体，尺寸为10*10*50mm，泵浦源采用光功率为20W的980nm半导体激光器。该激光器可以获得输出功率最大为10W的空间可调制的激光。