[发明专利]一种激光光路对准装置和激光光路对准方法

说明书

本发明实施例公开了一种激光光路对准装置以及激光光路对准方法，包括前置激光模块、功率衰减模块和后置激光模块；前置激光模块用于出射第一激光光束，第一激光光束具备第一功率；功率衰减模块位于第一激光光束的传播路径上，用于至少调整第一激光光束形成第二激光光束，第二激光光束具备第二功率，第二功率小于第一功率；后置激光模块位于第二激光光束的传播路径上，后置激光模块包括激光增益晶体，增益晶体的几何中心位于第二激光光束的光轴方向上。本发明解决了现有技术中因前置预放大级的输出功率造成的前置放大级腔内光学晶体及镜片等器件热变形在光路对准中的影响以及高峰值功率密度信号光对后置光学单元中激光增益晶体造成损伤的技术问题。

技术领域

本发明实施例涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光光路对准装置和激光光路对准方法。

背景技术

近年来，高光束质量、高峰值功率的近红外、绿光和紫外光成为激光领域的研究热点。基于多级放大结构的固体激光器以其简单紧凑的结构、良好的稳定性、较高的性价比得到了激光加工尤其是精细加工领域的青睐。

在高功率多级激光放大器光路调试中，需要将前置激光预放大级输出的信号光精确耦合到后置放大系统当中，信号光需要与后置光学系统中增益介质等确定的光路轴心严格对准以避免效率低下甚至损坏光学晶体的可能性，因此，高功率激光光路对准装置和方法有着非常实用的价值。

目前，常用的高功率激光光路对准方法是降低前置预放大级的输出功率，先将小功率信号光与后置放大器光路对准，再增加前置放大级功率实现最终高功率对准的目标。这种方案尽管调节方法简单，但存在其技术缺陷。因为在高功率激光放大系统中，不同功率运转情况下，激光器中光学元件的热负荷和热分布是不同的，热负荷和热分布的差异将通过热光效应直接影响到系统输出的光斑尺寸和光束指向性。如果仅通过降低前置预放大级的功率来实现后续的光路对准，那么当前置放大级功率提升到正常状态时，前置预放大级内光学元件的热变形将引起前置预放大级的光学晶体及镜片等器件热变形，影响输出光束光斑大小发生变化，导致后置放大级放大效率的下降；甚至，如果信号光在后置放大级晶体中的轴向偏移过大还可能会导致增益晶体的光学损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种激光光路对准装置和激光光路对准方法，以解决现有技术中因再次提高前置预放大级的输出功率造成的前置放大级腔内光学晶体及镜片等器件热变形在光路对准中的影响以及高峰值功率密度信号光对后置光学单元中激光增益晶体造成损伤的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光光路对准装置，包括：前置激光模块、功率衰减模块和后置激光模块；

所述前置激光模块用于出射第一激光光束，所述第一激光光束具备第一功率；

所述功率衰减模块位于所述第一激光光束的传播路径上，用于至少调整所述第一激光光束形成第二激光光束，所述第二激光光束具备第二功率，所述第二功率小于所述第一功率；

所述后置激光模块位于所述第二激光光束的传播路径上，所述后置激光模块包括激光增益晶体，所述增益晶体的几何中心位于所述第二激光光束的光轴方向上。

可选的，第一激光光束为线偏振光束；

所述功率衰减模块包括偏振调整单元和偏振分束单元；

所述偏振调整单元位于所述第一激光光束的传播路径上，用于调整所述第一激光光束的偏转状态，形成调整偏振光束；

所述偏振分束单元位于所述调整激光光束的传播路径上，用于将所述调整激光光束分束形成所述第二激光光束和第三激光光束，所述第三激光光束具备第三功率，所述第三功率大于所述第二功率。

可选的，所述功率衰减模块包括起偏单元、偏振调整单元和偏振分束单元；

所述起偏单元位于所述第一激光光束的传播路径上，用于调整所述第一激光光束为线偏振光束；