[发明专利]新型光路切换机构

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，特别涉及一种新型光路切换机构。 

背景技术

为满足不同工作模式、不同功能的需要，在同一激光器中，有时需要两种激光波长互相切换。据报道，美军几乎所有的机载对地目标测照激光装备都实现了1.06μm和1.57μm 两种激光波长输出能力。两种波长可以根据作战任务和应用场合自由切换。其中，1.06μm波长用于作战模式，1.57μm波长用于训练模式。目前，实现双波长自由切换是激光工程应用领域研究的一个热点。 

在双波长的产生方面，国内外都做了大量的研究。其中，采用光参量振荡技术将1.06μm波长的激光调谐到1.57μm波长是常用的一种方法。 

在双波长切换输出方面，主要将光参量振荡器(OPO)谐振腔部分放在一个可移动的整体板上，采用伺服机构控制其在光路内外切换，从而实现不同波长的激光输出。但这种切换方法结构复杂，切换机构需要很高的设计和加工精度保证。目前，还没有哪种切换机构，在对伺服机构加工、控制精度要求不高的情况下，能保证很高的调节精度。 

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、易于调节、调节精度高的新型光路切换机构。 

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：新型光路切换机构，包括沿光线照射方向顺次设置的全反镜、聚光腔、饱和吸收体、输出镜、导轨、OPO谐振腔全反镜、OPO晶体和OPO谐振腔输出镜，聚光腔内设有YAG晶体和氙灯，导轨的方向与光线方向垂直，导轨上滚动连接有反射镜组，反射镜组包括支架，支架下设有沿导轨滚动且可锁紧定位的滚轮，支架上设有平行设置的第一反射镜和第二反射镜，光线依次通过全反镜、YAG晶体、饱和吸收体、输出镜、第一反射镜、第二反射镜、OPO谐振腔全反镜、OPO晶体和OPO谐振腔输出镜。 

第一反射镜和第二反射镜的镜面均与光线呈45°夹角。 

采用上述技术方案，本发明为有效减小双波长激光器光路切换的难度，达到免调切换的目的，采用了一种新的结构型式。将OPO谐振腔全反镜、OPO晶体和OPO谐振腔输出镜从主光路中移出，则通常情况下可输出1.06μm波长激光。当需输出1.57μm波长激光时，则通过第一反射镜和第二反射镜将主光路导入OPO谐振腔全反镜、OPO晶体和OPO谐振腔输出镜。 

若仅依靠移动第一反射镜实现切换目的，则对第一反射镜的定位精度要求依旧很高。且反射镜对角度误差还有放大作用，更不利于激光的光轴一致性。为有效解决这一问题，将第一反射镜和第二反射镜先固定在一起，并将第一反射镜和第二反射镜两个反射面调至平行，构成一反射镜组。将反射镜组安装在支架上，支架通过滚轮设在滚动连接在导轨上，通过伺服机构控制其在主光路内外切换。由于反射镜组的两反射面互相平行，无论在何位置均能保证出射光线与入射光线的距离和平行度，只要入射光完全进入第一反射镜即可，因此很容易保证调节精度。本发明采用滚动调节方式，与滑动调节相比具有更高的精度，且摩擦力小，不易磨损。尽管其刚度比滑动式导轨差一些，但可采用锁紧机构来提高刚度，且采用反射镜组的形式也可以大大消除导轨晃动对光学系统的影响，从而满足使用要求。 

本发明采用新型光路切换机构，对驱动系统刚度、驱动力、锁紧机构要求不高，仅需将反射镜组调节到较高精度即可。由于反射镜组在工作过程中两反射面相对静止不动，因此只需一次精密调节，即可实现每次光路切换的精度要求，达到免调切换的目的。由于导轨精度对切换机构的定位定向精度几乎没有影响，因此，可以采用刚度稍差的滚动导轨，从而减小驱动系统的驱动力。本发明也不需要复杂的定位锁紧机构，采用行程开关即可满足定位要求。 

附图说明

图1为1.06μm波长激光器的结构原理示意图； 

图2为1.57μm波长激光器的结构原理示意图；

图3为本发明的结构原理示意图图；

图4为反射镜组精度分析图；

图5为导轨定向误差与定位误差关系示意图；

图6为本发明在用于同轴输出时的结构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，1.06μm波长激光器主要包括以下器件：全反镜1、聚光腔2、饱和吸收体3、输出镜4、YAG晶体5和氙灯6。 

采用光参量振荡器(OPO)进行变频的1.57μm波长激光器如图2所示，全反镜1、 聚光腔2、饱和吸收体3、输出镜4、YAG晶体5、氙灯6、OPO谐振腔全反镜7、OPO晶体8、OPO谐振腔输出镜9和OPO谐振腔10。