[发明专利]一种不同波长多光路激光合成和传输装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于一种激光合成传输装置，具体涉及一种不同波长多光路激光合成和传输装置及其使用方法。

背景技术

在激光应用研究领域，有时需要将多束不同波长的激光合成一束，同时作用于研究对象，如研究某种原子的激发光谱，或是某种原子的激发电离路径等。这就要求几束光合成度高，激光在近场和远场都能很好地重合在一起。同时，因为研究过程中利用的是激光的能量，所以合成后传输过程中损耗要小，为了保证实验数据的可靠性，还要求合成传输系统具有一定的稳定性和可重复性。

不同波长激光的合成及传输技术的发展有很长的历史，但都属于空间光束合成技术，如平板玻璃法、透镜法、滤光片法、特殊晶体法、镀膜法、小角度合成法等等，这些传统方法都存在一些缺点，归结为：（i）合成区域小，只在作用点处重合，作用区域小，或合成区域交叠不完全，合成度低；（ⅱ）合成波长数受到限制，有些方法从原理上就不适合多光路的合成；（ⅲ）对合成的波长有一定的要求，不适合波长相近的光合成；（ⅳ）空间合束系统复杂，稳定性差，损耗大，成本高，调节困难等。而光谱研究或激发电离研究所涉及波长范围大，也常常用到波长相近的多光路合成，同时要求光束的合成度高，光束与作用区的重叠度高，系统的稳定性好，以保障质谱研究的实验重复性和数据可靠性。

目前，现有技术的激光合束及传输装置及使用方法还存在合束系统庞大、复杂、调节困难、灵活性低、重复性差、传输效率低等一系列问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的技术问题而提出，其目的是提供一种体积小，便于调节，灵活性和传输效率高的不同波长多光路激光合成和传输装置及其使用方法。

本发明的技术方案是：光纤合成和传输装置及其使用方法，包括多个激光整形耦合入纤装置，每个激光整形耦合入纤装置分别通过输入光纤与熔融拉锥合束器连通，熔融拉锥合束器通过输出光纤与激光整形出纤装置连通，所述的激光整形耦合入纤装置包括在同一底座上从左至右彼此相互间隔一定距离分别设置有Ⅰ号光阑、输入整形透镜组、输入聚焦透镜、入射光纤夹持架和Ⅱ号光阑，所述的激光整形出纤装置包括在同一底座上从左至右彼此相互间隔一定距离分别设置有输出光纤夹持架、短焦透镜、输出整形透镜组和输出聚焦透镜。

所述的输入整形透镜组由两只透镜组成，所述的输出整形透镜组由两只透镜组成。

所述的输入光纤置于入射光纤夹持架上，使输入光纤的端口置于输入聚焦透镜的焦点处,所述的输出光纤的输出端位于激光整形出纤装置中的短焦透镜的前焦点位置。

所述的耦合入纤装置或出纤装置中的各元件中心分别处于各自的同一中心线上。

所述的一种不同波长多光路激光合成和传输装置，其使用方法，包括以下步骤：

（i）第一次使用时，对激光器输出激光束进行准直

调节激光全反镜的调节钮使激光束通过准直好的Ⅰ号光阑和Ⅱ号光阑的通光孔径，令Ⅰ号光阑、Ⅱ号光阑的孔径中心与光束中心同轴，则激光束就成为准直光束，在Ⅰ号光阑后加入输入整形透镜组用以调整激光光束光斑大小，调整后的光束经输入聚焦透镜聚焦，焦斑位于入射光纤端面上，仔细调节入射光纤夹持架上的调节钮以及输入聚焦透镜的调节钮，使聚焦光束耦合进入输入光纤，在输出光纤的输出端后加激光功率计监测，在调节激光入纤过程中需要从低功率开始，逐步提高功率，直至达到传输效率最大；

 （ⅱ）对经熔融拉锥合束器合成并通过输出光纤输出的激光光束进行整形

经过熔融拉锥合束器合成并通过输出光纤输出的激光在输出端成为类似点光源的发散光源，应用中需要把发散光源整形成为平行光束或聚焦光束，输出激光经短焦透镜后成为平行光，输出聚焦透镜对光束进行聚焦，使光束焦点落于光与原子相互作用的区域内；

   （ⅲ）再次使用时，对激光束的准直进行微调

 因为每次激光器的关闭和开启都会有一些微小的差异，因此，再次使用熔融拉锥光纤合束系统时，需要对激光束的准直进行微调，保证光束的位置和准直,此时只需微调激光全反镜的调节钮，使光束打到Ⅰ号光阑的通光孔径处使光束中心与通光孔径中心重合即可。

本发明的有益效果