[发明专利]一种激光晶体热透镜焦距在线实时测量装置及方法

权利要求书

1.一种用于LD端泵固体激光器中激光晶体热透镜焦距在线实时测量装置，其特征在于，包括He-Ne激光器(1)、5-10倍第一扩束系统(2)、可变孔径光阑(3)、45°的632.8nm高反镜(4)、分束立方体(5)、45°的二色镜(6)、衰减片组(7)、2-5倍第二扩束系统(8)、相机(9)和导轨(10)；利用所述高反镜(4)和分束立方体(5)，调节He-Ne光与激光器泵浦光严格同光轴传输；通过所述第二扩束系统(8)使所述相机(9)上He-Ne成像光斑尽可能大，但不能超出所述相机(9)成像面元；所述导轨(10)在放置时，需与激光器的出光光路和He-Ne光的通光光路同轴，所述二色镜(6)、衰减片组(7)、第二扩束系统(8)、相机(9)都安置于所述导轨(10)上。

2.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述He-Ne激光器作为辅助测试光源，其输出光斑尺寸不小于1mm，发散角不大于1mrad。

3.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述第一扩束系统具有5-10倍扩束能力，用于压缩He-Ne光发散角至百微弧度级别。

4.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述光阑为可变孔径光阑，且最小通光孔不大于0.5mm。

5.根据权利要求4所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述光阑为可变孔径光阑，通光孔应为激光器泵浦光斑的1.1-1.2倍。

6.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述45°高反镜应一面镀632.8nm高反膜；所述二色镜，靠近待测激光晶体的一面镀对激光和泵浦光的45°高反膜，反射率需大于99.98％。

7.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述分束立方体外形尺寸不大于5mm×5mm×5mm，其允许激光器泵浦光高透且He-Ne光45°高反。

8.根据权利要求1所述的在线实时测量装置，其特征在于：所述衰减片组包含不同衰减倍率的多片衰减片，用于将He-Ne光以合适倍率衰减后在相机上成清晰且不饱和像。

9.一种利用权利要求1-8任一权利要求所述装置实现LD端泵固体激光器中激光晶体热透镜焦距在线实时测量的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一、按测量光路所述依次放置He-Ne激光器(1)、5-10倍第一扩束系统(2)、可变孔径光阑(3)和45°的632.8nm高反镜(4)；

步骤二、将分束立方体(5)置于LD端泵固体激光器光路中，调节所述45°的632.8nm高反镜(4)和分束立方体5，确保He-Ne光与激光器泵浦光严格同光轴传输；

步骤三、在激光器输出端放置导轨(10)，调节所述导轨(10)位置，使其运动方向与激光器的出光光路和He-Ne光的通光光路同轴；

步骤四、按测量光路所示在激光器输出端依次放置45°的二色镜(6)、衰减片组(7)、2-5倍第二扩束系统(8)以及相机(9)；

步骤五、运行LD端泵固体激光器系统，激光晶体(14)在泵浦源(11)发出的泵浦光的作用下产生热透镜，入射到所述激光晶体(14)内且与泵浦光同轴的He-Ne光在晶体热透镜的作用下发生会聚，选择合适的衰减片，沿所述导轨(10)方向前后移动所述相机(9)，直至在所述相机(9)上成像最小光斑，测量所述相机(9)与所述激光晶体(14)间的距离，即为所述激光晶体(14)的热透镜焦距值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：

步骤六、改变激光器系统的泵浦功率，重复按步骤五操作，即可获取不同泵浦功率下所述激光晶体(14)的热透镜焦距。