[发明专利]被动调Q激光器的单脉冲能量自动化调节方法

说明书

本发明公开了一种无需极大增加设备体积、且成本低的被动调Q激光器的单脉冲能量自动化调节方法，该方法涉及的被动调Q激光器包括：聚焦透镜组；分光镜，光电探测器，控制系统，三维电动位移台，用于控制聚焦透镜组的位置；激光二极管驱动，驱动激光二极管输出泵浦光；需要输出单脉冲能量值，打开激光二极管驱动，激光器工作以后，输出激光一部分通过分光镜分光以后输出，另一个部分反馈到光电探测器上，光电探测器将光信号转换为电信号，该电信号输入到控制系统以后，控制系统输出信号自动控制激光二极管驱动电流和电动位移台产生位移，位移台带动透镜组移动，最终得到设定的单脉冲能量输出。

技术领域

本发明涉及激光器领域，具体而言，涉及一种被动调Q激光器的单脉冲能量自动化调节方法。

背景技术

激光二极管泵浦被动调Q激光器是获得高脉冲能量、高重复频率、大峰值功率、窄脉冲激光输出的重要技术。在中小功率固体激光器件中，被动调Q技术以其价格低廉、运转可靠和结构简单等优点而获得了广泛应用，其身影遍布了医疗、打标、光纤激光、测距和光谱分析等各个应用领域。随着激光设备逐渐向着小型化和便携式的方向发展，如手持式激光诱导击穿光谱仪(LIBS)等设备，对其中的被动调Q激光器提出了新的要求，为保证设备外形能够符合人体工美学要求，内部激光器必须满足体积小，重量轻，而为了满足不同材料对激光器单脉冲能量的要求，激光器单脉冲能量需要在一定范围内自动可调，为了保证LIBS测试结果具有高的重复性，要求单脉冲能量长期保持稳定。

由于被动调Q激光器原理上的限制，激光器装调好以后，其输出单脉冲能量不变，现有技术主要采用在激光器外部加衰减片的方式来调节激光器输出单脉冲能量，衰减片又分为固定衰减片和可调衰减片，固定衰减片只能衰减到一个固定值，不能满足能量连续可调的要求，可调衰减片价格昂贵，对于大能量激光器来说还容易损伤，激光器外部加可调衰减片需要另外增加机械结构，增大了激光器的体积。此外激光器受到温度的影响，单脉冲能量长期稳定性会变差，从而导致LIBS测试结果重复性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无需极大增加设备体积、且成本低的被动调Q激光器的单脉冲能量自动化调节方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种被动调Q激光器单脉冲能量自动化调节方法，该方法涉及的被动调Q激光器包括：

聚焦透镜组；

分光镜，大部分激光经过分光镜输出，少部分光经过光电探测器接收以后反馈给控制系统；

光电探测器，接收反馈光，将光信号转换为电信号反馈给闭环控制系统；

控制系统，控制激光二极管驱动和电动位移台实现单脉冲能量自动化调节；

三维电动位移台，用于控制聚焦透镜组的位置；

激光二极管驱动，驱动激光二极管输出泵浦光；

其中，开环单脉冲能量大小自动调节过程为：设定需要输出单脉冲能量值，打开激光二极管驱动，激光器工作以后，输出激光一部分通过分光镜分光以后输出，另一个部分反馈到光电探测器上，光电探测器将光信号转换为电信号，该电信号输入到控制系统以后，控制系统输出信号自动控制激光二极管驱动电流和电动位移台产生位移，位移台带动透镜组移动，当光电探测器探测值与设定目标值的差值在设定范围内时，位移台不移动；当光电探测器探测值与设定目标值的差值超过设定范围时，位移台在X轴移动一设定距离，判断光电探测器探测值与设定目标值的差值是否在设定范围内，如果是，停止运动；如果不是，位移台在Y轴移动一设定距离，判断光电探测器探测值与设定目标值的差值是否在设定范围内，如果是，停止运动；如果不是，位移台在Z轴移动一设定距离，判断光电探测器探测值与设定目标值的差值是否在设定范围内，如果是，停止运动；