[发明专利]带激光能量监测与反馈的双光束激光系统及其控制方法

权利要求书

1.一种带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，其特征在于，包括激光器、二倍频晶体、三倍频晶体、波长分离镜、谐振腔、合束片和五倍频晶体；所述激光器射出1064nm激光形成第一光路，所述第一光路上依次设置有二倍频晶体、三倍频晶体、波长分离镜、谐振腔，所述波长分离镜分离出一路532nm激光形成第二光路，谐振腔返回一路355nm激光形成第三光路；所述合束片设置于第二光路与第三光路的相交处，合成一路包含355nm激光和532nm激光的复合光形成第四光路，所述五倍频晶体设置于第四光路上；所述二倍频晶体、三倍频晶体处设置有激光能量监测与反馈系统，通过实时检测晶体后的激光能量值，进而反馈控制对应的晶体相位角；所述谐振腔处设置有波长调谐系统，通过转动谐振腔内的BBO晶体调节输出波长；

所述激光能量监测与反馈系统包括激光能量监测装置、反馈控制装置和上位机；

所述激光能量监测装置包括分束片和激光能量探头；所述分束片安装于原光路中，将原光路中分束为固定比例的主光路和副光路；所述激光能量探头安装于分束片的下方，对分束出来的副光路进行激光能量的检测；

所述反馈控制装置包括恒温罩、铰接杆、凸轮、调节杆和复位机构；所述恒温罩罩设于主光路上的晶体之外，为晶体提供恒温环境；所述铰接杆设置于恒温罩上；所述调节杆的第一端固定连接于恒温罩上，第二端与凸轮相抵接，凸轮的转动带动恒温罩绕铰接杆转动；所述复位机构设置于恒温罩下方，为恒温罩提供压向凸轮的压力；

所述上位机接收检测出的激光能量值，并发动驱动信号控制凸轮转动；

所述反馈控制装置还包括固定架，所述铰接杆固定于固定架上，所述复位机构设置于固定架与恒温罩之间。

2.根据权利要求1所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，其特征在于，所述复位机构为弹簧。

3.根据权利要求1所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，其特征在于，所述恒温罩包括底板、加热层、温度传感器、罩体和平面镜；所述加热层环绕在底板的周侧形成用于放置晶体的容纳腔；所述温度传感器设置于晶体上，检测晶体的实时温度；所述罩体罩射在加热层外侧；所述加热层两侧的相对位置上设置有第一通孔，所述罩体两侧的相对位置上设置有第二通孔，所述第一通孔与第二通孔在同一直线上，所述平面镜密封安装于第二通孔内。

4.根据权利要求1所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，其特征在于，所述五倍频晶体后设置有激光能量监测装置。

5.根据权利要求1所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，其特征在于，所述第一光路上还设置有滤光片，所述滤光片设置于三倍频晶体和波长分离镜之间。

6.一种基于权利要求1至4任一项所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，双光束激光系统正式工作前，分别确定二倍频晶体、三倍频晶体两处的激光能量监测装置中主光路和副光路的固定比例以及最佳相位角，并设定相应的激光能量阈值；

S2，开启双光束激光系统，实时监控各处的激光能量值；

S3，若单处激光能量值未达到对应的激光能量阈值，则通过反馈控制装置调整对应的晶体相位角直至达到激光能量阈值；若多处激光能量值未达到对应的激光能量阈值，则按照光路上游至下游的方向依次调整对应的晶体相位角直至所有激光能量值达到对应的激光能量阈值。

7.根据权利要求6所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统的控制方法，其特征在于，所述S1中，主光路和副光路的固定比例的确定方法如下：预开启双光束激光系统，对分束出来的主光路和副光路的激光能量值分别进行检测，主光路的激光能量值与副光路的激光能量值的比值即为所述固定比例。

8.根据权利要求6所述的带激光能量监测与反馈的双光束激光系统的控制方法，其特征在于，所述S3中，调整对应晶体相位角的具体方法如下：

确定当前晶体是否处于最佳相位角；若未处于最佳相位角，则将晶体相位角调整至最佳相位角；若处于最佳相位角，则控制晶体以单位相位角的幅度，从最小相位角向最大相位角实时转动，同时记录下对应的激光能量值，形成新的激光能量值随相位角变化的曲线图，选取激光能量值最大处对应的相位角为最佳相位角，并将晶体调整至新的最佳相位角。