[实用新型]一种基于前缀脉冲的激光能量稳定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，具体而言涉及一种基于前缀脉冲的激光能量稳定装置。

背景技术

通常脉冲激光器系统的泵浦脉冲宽度在微秒量级，而激光脉冲的宽度在纳秒量级，或者更短。因此，在一次泵浦过程中，被放大的激光脉冲(主脉冲)与位于其前数十纳秒处的脉冲(前缀脉冲)具有相同的不稳定特征，可视为同一发激光。

稳定激光脉冲能量的传统方法是测量激光脉冲能量并与目标能量比较，根据测试能量与目标能量的差异反馈调整光路上游的控制器或驱动电源。这种方法只能根据当前脉冲的能量起伏校正下一发激光脉冲，如果下一发激光脉冲的起伏规律和尺度与当前测量激光脉冲的起伏规律和尺度不一致时，稳定的效果就会打折扣甚至变差。非同发次的激光脉冲能量稳定技术只能稳定激光脉冲能量的平均值，不能消除激光脉冲发与发之间的能量随机起伏。

郭小东公开的文献“光电预偏置激光脉冲稳幅器性能研究”(期刊：强激光与粒子束，1997年)利用激光技术领域的通用器件普克尔盒电光开关与偏振器组成预加动态偏置电压的光电可变透射率装置来稳定调Q激光脉冲幅度。其利用快速光电取样门获得激光脉冲取样信号，输出一个与激光脉冲幅度成线性正比的低压电脉冲,再经线性电脉冲高压放大器放大成高压电脉冲加载到普克尔盒电光开关电极上，高压放大电路的线性放大区域有限，影响能量控制精度。激光脉冲与高压脉冲同步到达普克尔盒电光开关，激光脉冲的时间变化会转化为高压驱动脉冲的时间变化，进而反过来改变待稳定的激光脉冲时间波形，从而导致时间波形畸变。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于前缀脉冲的激光能量稳定装置，该装置利用前缀脉冲的能量起伏实现对主激光脉冲的能量稳定控制，具有同发稳定的特征，并使主激光脉冲的时间波形不发生畸变。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于前缀脉冲的激光能量稳定装置，包括主光路和取样光路，所述主光路包括依次设置的种子光源、普克尔盒电光开关、反射镜，所述普克尔盒电光开关是预先施加电压的，所述主光路还包括削波开关，所述主光路按照种子光源发出的激光传输路径依次设置为：普克尔盒电光开关、反射镜、削波开关，所述取样光路包括依次设置的光强可调衰减器、耦合器、光电导开关，所述光强可调衰减器设于所述反射镜的与普克尔盒电光开关相对的一侧，所述耦合器与所述光电导开关通过光纤连接，所述光电导开关的两端分别与普克尔盒电光开关的两极相连接。

进一步，所述主光路还包括偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延迟器，所述主光路按照种子光源发出的激光传输路径依次设置为：偏振器一、法拉第磁旋光器、偏振器二、1/4波相位延迟器、普克尔盒电光开关、反射镜、普克尔盒电光开关、1/4波相位延迟器、偏振器二、法拉第磁旋光器、偏振器一、削波开关。

进一步，所述反射镜镀有反射膜，漏光率为10％。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型在取样光路中采用光电导开关，利用光电导开关的亮阻值变化迅速泄放普克尔盒电光开关电极的电荷来控制透射率，该控制方法响应速度快、更精确的调整激光脉冲的能量起伏；

2、光电导的暗阻值非常高，不会泄放电荷，从而使普克尔盒电光开关被调控后的电压保持恒定，从而不会引起激光脉冲波形畸变。

3、通过种子光源发出可视为与主脉冲同发的前缀脉冲，前缀脉冲通过光电导开关调节普克尔盒电光开关的透射率，实现对同一发激光脉冲能量的精确控制，大大降低了激光脉冲发与发之间的能量起伏，同时不引起激光脉冲波形的畸变；

4、将主激光两次通过普克尔盒电光开关，降低了普克尔盒电光开关的工作电压，有利于激光脉冲能量的稳定；

5、无需通过空间光路将主脉冲延迟，大大减小了装置的体积。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构和光路示意图；

图2为本实用新型的前缀脉冲和主脉冲时序关系及普克尔盒电光开关电压变化示意图；

图3为本实用新型电路示意图；

图4为经本实用新型实施例一稳定前后的激光能量起伏图；

图5为经本实用新型实施例一稳定前后的脉冲波形图。

图中：1—种子光源，2—耦合器，3—偏振器一，4—法拉第磁旋光器，5—偏振器二，6—1/4波相位延迟器，7—普克尔盒电光开关，8—反射镜，9—光强可调衰减器，10—光纤，11—光电导开关，12—削波开关。

具体实施方式