[发明专利]一种基于单个声光偏转的平行激光分束装置及调节方法

权利要求书

1.一种基于单个声光偏转的平行激光分束装置，其特征在于，包括：

激光分束单元(1)，用于基于声光偏转原理对以布拉格衍射角入射的第n级入射光进行分束，输出相应的零级衍射光和+1级衍射光，各级入射光的入射位置不同，各级入射光相应的+1级衍射光相互平行，n＝1，2，……，N，N为所述装置输出的平行激光的束数，第一级入射光为外部输入的光信号；

光路改变单元(2)，用于改变第k级入射光相应的零级衍射光的方向，使得方向改变后的第k级零级衍射光形成为第k+1级入射光，所述第k+1级入射光以所述布拉格衍射角入射至所述激光分束单元(1)，k＝1，2，……，N-1；

所述光路改变单元(2)包括多个反射镜，所述多个反射镜位于所述激光分束单元(1)的周围，用于对所述第k级入射光相应的零级衍射光进行多次反射以形成所述第k+1级入射光。

2.如权利要求1所述的基于单个声光偏转的平行激光分束装置，其特征在于，所述多个反射镜的数量、光束入射角和位置可调节，用于改变后N-1级入射光在所述激光分束单元(1)上的入射位置，以改变各+1级衍射光的能量。

3.如权利要求1所述的基于单个声光偏转的平行激光分束装置，其特征在于，还包括：第一光电探测器(3)，位于所述激光分束单元(1)的输出光路上，用于分别将各+1级衍射光转换为电信号，以探测各+1级衍射光的能量。

4.如权利要求1所述的基于单个声光偏转的平行激光分束装置，其特征在于，还包括：第二光电探测器(4)，位于第N级入射光相应的零级衍射光的光路上，用于将所述第N级入射光相应的零级衍射光转换为电信号，以探测所述第N级入射光相应的零级衍射光的能量。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于单个声光偏转的平行激光分束装置，其特征在于，所述激光分束单元(1)包括声光偏转模块和超声场产生模块；

所述超声场产生模块用于在所述声光偏转模块上产生超声场；

所述声光偏转模块用于接收以布拉格衍射角入射的第n级入射光，第n级入射光经过所述超声场后沿超声场平面方向偏转并以布拉格衍射角射出，形成为所述+1级衍射光，未偏转的出射光形成为所述零级衍射光；所述声光偏转模块各入射位置处的衍射效率沿远离所述超声场产生模块的方向逐渐衰减。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的基于单个声光偏转的平行激光分束装置的调节方法，其特征在于，包括：

S1，基于第一级入射光的能量、各+1级衍射光的预期能量计算各级入射光对应的衍射效率；

S2，基于各级入射光对应的衍射效率计算各级入射光在激光分束单元(1)上的目标入射位置；

S3，调节第一级入射激光的入射位置为其对应的目标入射位置，并调节光路改变单元(2)，使得方向改变后形成的后N-1级入射光的入射位置分别为其对应的目标入射位置。

7.如权利要求6所述的调节方法，其特征在于，所述S2之前还包括：计算所述激光分束单元(1)上入射位置与衍射效率之间的对应关系，所述S2中根据所述对应关系以及各级入射光对应的衍射效率计算各级入射光在所述激光分束单元(1)上的目标入射位置；

所述对应关系为：

其中，x为入射位置，η(x)为入射位置x处的衍射效率，λ为入射光波长，M₂为声光优值，L和H分别为所述激光分束单元(1)中压电换能器的长度和宽度，P_in为所述压电换能器表面下方贴近位置处测得的注入声功率，α为吸声系数，f为声频率。

8.如权利要求6所述的调节方法，其特征在于，所述光路改变单元(2)包括多个反射镜，所述S3中调节光路改变单元(2)包括：调节所述光路改变单元(2)中反射镜的数量、光束入射角和位置。