[发明专利]一种固体激光晶体动态热焦距测量方法与装置

摘要

本发明公开了一种固体激光晶体动态热焦距测量方法与装置，该测量方法是将线偏振光往返通过固体激光晶体形成的热透镜，利用组合光学系统成像的方法实现固体激光晶体动态热焦距的精确测量；该测量装置包括反射镜A(4)、四分之一波片(5)、反射镜B(6)、被测固体激光晶体(7)、输出镜(8)、反射镜C(9)、偏振分束镜(10)、光阑B(11)、扩束镜(12)、指示光源(13)、衰减滤光片(14)、CCD探测单元(15)和功率计(16)。与现有测量方法相比，本发明的优点在于：简单易行，测量精度高，既适用于侧面泵浦固体激光器又适用于端面泵浦固体激光器中固体激光晶体热焦距的测量。

主权项

1.一种固体激光晶体动态热焦距测量方法，其特征在于所采用的测量装置包括反射镜A(4)、四分之一波片(5)、反射镜B(6)、被测固体激光晶体(7)、输出镜(8)、反射镜C(9)、偏振分束镜(10)、光阑B(11)、扩束镜(12)、指示光源(13)、衰减滤光片(14)、CCD探测单元(15)和功率计(16)；指示光源(13)发出的激光束经过扩束镜(12)扩束后入射到偏振分束镜(10)的对角面上，分成偏振态相互垂直的p向偏振光和s向偏振光，s向偏振光被偏振分束镜(10)的对角面反射至偏振分束镜(10)的上方而偏离原光路，p向偏振光透过偏振分束镜(10)，并依次穿过反射镜C(9)、输出镜(8)、被测固体激光晶体(7)、反射镜B(6)和四分之一波片(5)，在反射镜A(4)表面被反射回来，由于此p向偏振光往返两次通过四分之一波片(5)，其偏振方向旋转了90度，变成了s向偏振光，此s向偏振光而后依次穿过反射镜B(6)、被测固体激光晶体(7)、输出镜(8)和反射镜C(9)，在偏振分束镜(10)的对角面向偏振分束镜(10)的下方反射，穿过衰减滤光片(14)后被CCD探测单元(15)接收，CCD探测单元(15)最后显示探测到光斑尺寸；所述的反射镜A(4)为平面反射镜；所述的四分之一波片(5)为石英材质λ1波长的四分之一波片；所述的反射镜B(6)、被测固体激光晶体(7)和输出镜(8)构成一个固体激光器谐振腔；所述的反射镜C(9)为二向分色的平面镜；所述的偏振分束镜(10)为偏振分光棱镜；所述的光阑B(11)是中间有孔的金属板；所述的扩束镜(12)为倒置的伽利略望远系统；所述的指示光源(13)为氦氖激光器、半导体激光器或全固态激光器；所述的衰减滤光片(14)为吸收型窄带滤光片；所述的CCD探测单元(15)由CCD相机、图象采集处理器及显示器构成；所述的功率计(16)为量热式探测器；所述的一种固体激光晶体动态热焦距测量方法，其特征在于该方法将线偏振光往返通过被测固体激光晶体(7)形成的热透镜，第一次经过的热透镜和第二次经过的热透镜构成一个组合光学系统，利用组合光学系统成像的方法实现被测固体激光晶体(7)动态热焦距的精确测量；该方法包括如下测量步骤：1)开启指示光源(13)和CCD探测单元(15)；2)开启被测固体激光晶体(7)的外界泵浦源；3)在某一泵浦功率下，改变光阑B(11)尺寸，直到CCD探测单元(15)观测到的光斑恰好发生变化为止，并记录此时光阑B(11)半径r；4)轴向移动反射镜A(4)，使CCD探测单元(15)的探测面尺寸大于所接收的光斑尺寸；5)改变距离d3的大小，直至CCD探测单元(15)接收到的光斑达到最小值；6)根据附图1所示的几何光路作图寻找组合系统主面位置L′H；7)根据公式和计算出被测固体激光晶体(7)的动态热焦距。