[发明专利]一种同波长脉冲激光束功率合成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多路同波长脉冲激光束高精度高效率合成装置，属于光学机械工程领域。

背景技术

激光在各个领域的应用越来越广泛，但是对输出的光束功率、成像质量、以及生产成本的要求也就提出了更高的要求。就单台激光光束来讲，要想既把输出功率做得很大又要保证高精度的光学质量非常困难，输出功率越大，其成像质量越差，由此有必要对多台激光光束进行合成。

对多路激光合成可分为同波长的激光合成和不同波长的激光合成，对于多路同一波长的光束合成又分为相干合成和非相干合成，这里只对非相干脉冲激光合成进行设计。对于N路同一波长的非相干脉冲激光光束合成后其光束能量密度最大可达原来的N倍。至今为止，国内外可查到的资料是专利号ZL201210152113.4只能对不同波长的激光进行非相干合成，因此，发明一种能够实时闭环控制的大功率高精度同波长脉冲激光光束合成装置非常必要。

发明内容

本发明要解决得技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够实时闭环控制的大功率高精度同波长脉冲激光光束合成装置，以满足现代激光领域的要求。其系统具有良好的稳定性，适用于静态、准静态以及动态条件下的多路脉冲激光光束稳定合成。

本发明解决其技术问题所采用的解决方案：一种同波长脉冲激光光束功率合成装置，它包括：第一可调镜，第一传输镜，第二传输镜，合成分光组合镜，第二可调镜，第三传输镜，聚焦系统，目标，第一激光器，第二激光器；第一激光器发出的第一激光光束经过第一可调镜和第一传输镜，第二传输镜到合成分光组合镜，第二激光器发出的第二激光光束经过第二可调镜和第三传输镜进入合成分光组合镜，第一激光器发出的激光光束的大部分能量作为主光束经过合成分光组合镜反射出去，极小部分能量作为测量光束经过合成分光组合镜透射进入合成传感器；第二激光器发出的激光光束的大部分能量作为主光束经过合成分光组合镜透射出去，极小部分能量作为测量光束经过合成分光组合镜反射进入合成传感器。

其中，合成分光组合镜是一个带有轻薄圆盘的电机控制系统，利用轴套、圆柱销、螺母将圆盘固定在高速电机的轴上，高速电机和光电二极管固定在底座上，工作时电机轴带动圆盘转动而高速电机和光电二极管以及底座不动。

其中，在圆盘上开有若干偶数个轴对称圆孔，在圆孔上分别装有镀制高反射率膜系平面反射镜和高透射率膜系的平面透射镜，其中奇数位置的平面镜是镀制高反射率膜系的平面镜，偶数位置的平面镜是镀制高透射率膜系的平面镜；第一激光器发出的第一束激光经过镀有高反射率膜系平面反射镜后，99.9％以上的光进入了聚焦系统，并作用于目标上；极少部分透射光作为测量光束进入合成器，作为光束指向探测的信号；第二激光器发出的第二束激光经过镀有高透射率膜系平面透射镜后，99.5％以上的光进入了聚焦系统，并作用于目标上；极少部分反射光作为测量光束进入合成器，作为光束指向探测的信号。

其中，在圆盘上开有若干偶数个轴对称圆孔，若干偶数个轴对称圆孔如具体为6个圆孔，其中第一平面反射镜、第三平面反射镜、第五平面反射镜是镀制高反射率膜系的平面反射镜，第二平面透射镜、第四平面透射镜、第六平面透射镜是镀制高透射率膜系的平面透射镜，第一激光器的第一束激光经过镀有高反射率膜系第一平面反射镜、第三平面反射镜、第五平面反射镜后，99.9％以上的光进入了聚焦系统，并作用于目标上；极少部分透射光作为测量光束进入合成器，作为光束指向探测的信号；第二激光器的第二束激光经过镀有高透射率膜系第二平面透射镜、第四平面透射镜、第六平面透射镜后，99.5％以上的光进入了聚焦系统，并作用于目标上；极少部分反射光作为测量光束进入合成器，作为光束指向探测的信号。

其中，在圆盘上开有位置小孔，将光电二极管固定在小孔的两侧，通过光电二极管形成的光电信号被分成两路，一路直接触发第一激光器发射激光脉冲，此激光脉冲通过第一平面反射镜、第三平面反射镜、第五平面反射镜镀制高反射率膜系的平面反射镜；另外一路光电信号通过延时器触发第二激光器发射激光脉冲，此激光脉冲通过第二平面透射镜、第四平面透射镜、第六平面透射镜镀制高透射率膜系的平面透射镜。

其中，第一激光器与第二激光器发射的激光是脉冲激光光束。

其中，根据需要可以对所述合成系统的合成路数进行扩展，扩展后对于N路同一波长的非相干光束合成后其光束能量密度最大可达原来的N倍。

本发明的原理在于：