[发明专利]一种端泵板条固体激光器的波前改善方法和系统

说明书

本发明提出了一种适用于端泵板条固体激光器的波前改善方法和系统，针对激光在通过板条后激光光束质量退化，减小因激光器散热不均匀导致的热致波前畸变，提高激光光束质量。所述端泵板条固体激光器的波前改善方法，包括：测量通过板条后的激光波前并输出测量结果，所述测量结果中包括泵浦光调节参考信息，所述泵浦光用于调制所述激光光束的波前形状；根据所述泵浦光调节参考信息，确定所述泵浦光的调节信息；根据所述调节信息对注入板条中的泵浦光进行调节。

技术领域

本发明涉及激光光束净化技术领域，尤其涉及一种泵板条固体激光器的波前改善方法和系统。

背景技术

高功率板条固体激光器研制中，除了需要提升功率/能量的技术方案，还必须研究光束控制与提高光束质量的问题，具有高功率高光束质量的激光才能满足实际应用的需要。在实际工作中，高功率激光系统输出的激光都有振幅调制和相位畸变，对于远场光束质量来说，相位畸变是主要影响因素。激光束通过具有一定温度分布的激光增益介质或非理想的光学系统后，其波前会发生畸变，这种波前畸变通常会随着激光输出功率的增加而变得更加严重。

高功率板条固体激光器激光波前的畸变中一般包含热透镜效应等因素引起的低阶畸变和温度不均匀分布、衍射等因素引起的高阶畸变，低阶畸变可以利用柱面镜等光学元件进行修正或补偿，高阶畸变目前基本采用主要由变形镜组成的自适应光学系统进行净化，这项技术通常用来净化大气扰动引起的相差，用于高功率固体激光系统中也获得了成功。但是随高功率固体激光技术的发展，激光器的输出功率越来越高，影响的波前畸变也越来越大，变形镜系统遇到了一些难以逾越的障碍，一是分辨率不够，受到技术水平所限，用于高功率激光波前净化的变形镜致动器间距较大，目前国内用于高功率激光波前净化的变形镜致动器最小间距为8mm，而高阶像差的变化非常复杂，一般都超出了变形镜的净化能力范围，这种情况下的净化效果较差。二是行程量小，受变形镜材料限制，变形镜面形不能在大范围内变化，通常的最大行程在10μm左右，而高功率固体激光系统中如果要提高激光输出功率激光光束就要通过更长的增益介质，相应的会产生很大的波前畸变，这就经常会超出变形镜的行程范围，因此反过来制约了激光功率的进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对激光在通过板条后激光光束质量退化，减小因激光器散热不均匀导致的热致波前畸变，提高激光光束质量。

本发明采用的技术方案是提供一种适用于端泵板条固体激光器的波前改善方法，包括：

测量通过板条后的激光波前并输出测量结果，所述测量结果中包括泵浦光调节参考信息，所述泵浦光用于调制所述激光光束的波前形状；

根据所述泵浦光调节参考信息，确定所述泵浦光的调节信息；

根据所述调节信息对注入板条中的泵浦光进行调节。

在一种可能的实施方式中，所述泵浦光调节参考信息包括激光波前的波峰/ 波谷位置信息和波前畸变指标PV值；

根据所述泵浦光调节参考信息，确定所述泵浦光的调节信息，具体包括：

根据激光波前的波峰/波谷位置信息，确定所述泵浦光的调节方向；

根据波前畸变指标PV值，确定所述泵浦光的调节量。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的端泵板条固体激光器的波前改善方法，还包括：

通过泵浦光耦合导管将调节后的泵浦光注入板条中。

在一种可能的实施方式中，所述泵浦光耦合导管包括整形镜、反射镜和导光管，其中：

所述整形镜，用于根据板条端面尺寸调整所述泵浦光的大小；

所述反射镜，用于根据所述调节方向和调节量对所述泵浦光进行调整；

所述导光管，用于避免所述泵浦光中杂散光逸散。