[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

说明书

本发明公开了一种带激光能量监测与反馈的双光束激光系统，涉及激光能量监测技术领域。激光器射出激光形成第一光路，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，波长分离镜分离出一路激光形成第二光路，谐振腔返回一路激光形成第三光路；合束片设置于第二光路与第三光路的相交处，形成第四光路，五倍频晶体设置于第四光路上；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。本发明在不阻碍激光参与电离检测的同时，获得了实时激光能量值，并能根据实时能量值对晶体进行反馈控制，保证激光能量输出的强度和稳定性。

技术领域

本发明涉及激光能量监测技术领域，尤其涉及一种带激光能量监测与反馈的双光束激光系统及其控制方法。

背景技术

当前，气体中二噁英等痕量有机污染的检测以离线检测法(HJ77.2)为主，尚无法实现在线检测的目的。激光电离联合飞行时间质谱技术于痕量有机污染物的在线检测方面展现出巨大优势，是痕量有机污染在线检测技术的主要发展方向。该主要技术原理是通过待测分子对多光子的吸收电离特性，结合飞行时间质谱检测，最终实现对待测样品的选择性软电离与定量检测。相比于其他传统电离源的检测技术，如EI、CI、紫外灯等，具有选择性强、干扰少、离子碎片少、抗污染能力强等优点。由于二噁英等痕量物质具备成分复杂、分子量大、含量极低等特点，选择双光束深紫外纳秒激光作为检测电离源。

激光能量是二噁英在线监测系统的重要指标，其能量强度和稳定性的优劣直接决定了检测结果的准确性和可靠性。故为了可视化控制输出激光能量、提升整体激光系统能量输出的稳定性，需对产生激光的各波段能量进行实时监控。

当前，激光能量的监控是由能量探头直接接触激光，进而通过连接的表头读取激光能量。激光能量读取过程中，虽可以实时获取激光能量的变化波动，但二噁英在线监测系统的检测却不能进行，即激光能量检测和激光参与电离检测这两个过程不能同时进行，而在激光参与电离检测时的能量值变化是二噁英在线监测系统的关键技术指标，故需要在不阻碍激光参与电离检测的同时，获取激光能量值实时变化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带激光能量监测与反馈的双光束激光系统及其方法，在不阻碍激光参与电离检测的同时，获得了实时激光能量值，并能根据实时能量值对晶体进行反馈控制，保证激光能量输出的强度和稳定性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

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。

进一步的，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；