< P+彡0.2MPa。作用在增益介质7表面对应区域的作用力为F，F与P为正比关系。
[0028]当P > 0，气嘴I对增益介质7表面对应区域产生“推”的作用力为:
[0029]F = C+P (I)
[0030]当P < O,气嘴I对增益介质7表面对应区域产生“拉”的作用力为:
[0031]F = C_P (2)
[0032]当P = 0，气嘴I对增益介质7没有作用力。
[0033]C+，C_分别为P为正压和负压时的等效面积，单位为平方米，近似为常数，气嘴阵列中每一个气嘴I的正压等效面积C+相同，每一个气嘴I的负压等效面积C_相同，由如下操作获得:
[0034]I)关闭连接真空泵4的第二调压阀25，打开连通增压气泵3的第一调压阀24，调节第一调压阀24大小得到一组被测气嘴I出口压强{P.Ρ+1...P+J，要求i彡2。
[0035]2)将测力仪取代增益介质7放在正对被测气嘴I的位置，使得气嘴I与测力仪受力面的距离跟与增益介质7表面的距离完全相同，测得一组受力{F+。，F+1...F+i}，测力仪为已有设备和仪器，如电子分析天平。
[0036]3)根据式⑴，使用最小二乘法，带入{F+(l，F+1...F+i}和{P+(l，P+1...P+i}，拟合得到正压的等效面积C+。
[0037]4)关闭连接增压气泵3的第一调压阀24，打开连接真空泵4的调压阀25，采取I)?3)相同的步骤，获得负压的等效面积C_。
[0038]若需要某个气嘴I对增益介质7表面对应区域产生拉力/推力F，根据式(2) / (I)可得知需要的负/正压强P，通过调节第二调压阀25/第一调压阀24至该压强P即可。
[0039]若通过第二调压阀25/第一调压阀24得知气嘴I出口压强P，则可根据式(2)/(1)得到气嘴I对增益介质7表面对应区域产生的拉/推力F。
[0040]实施例:本实施例中的增益介质7为掺钕磷酸盐玻璃，体积为100*200*20mm，使用的半导体泵浦面阵6尺寸为100*200mm，半导体泵浦面阵6由3行4列共12个半导体泵浦模块61组成，模块61两两之间水平方向(长度方向)间距5mm，与边缘距离5mm，竖直方向(宽度方向)间距4mm，与边缘间距4mm，气嘴I分布在相邻四个半导体泵浦模块61的中心，从间隙穿过，总计6个气嘴I在泵浦面阵6上呈2*3阵列式分布，气嘴I为316不锈钢材质，出口内径D = 3_，与增益介质7的表面间距0.7_。增压气泵3为无油气泵，恒定提供P+=0.05MPa(相对气压)，与之连接的第一调压阀24为气体减压阀。真空泵4为无油螺杆泵，提供P-= -0.09MPa (相对气压)，与之连接的第二调压阀25为真空调压阀，三通26为316不锈钢材质内抛光三通。
[0041]将电子测力仪受力面正对待测气嘴I，距离气嘴I出口 0.7mm。
[0042]关闭调压阀24，调节调压阀25，在气嘴I的出口产生一组压强{-0.09Mpa, -0.07MPa, -0.05MPa, -0.03MPa,-0.0lMPa}，测力仪得到对应的一组受力{-0.181N, -0.139N, -0.098N, -0.063N, -0.016N}(受力为负表示拉力)，根据式(2)及最小二乘法原理得到:
[0043]F = C_P = 2X 1(Γ6ι?2.P (P < O) (3)
[0044]关闭调压阀25，调节调压阀24，在气嘴I的出口产生一组压强{0.0lMPa, 0.02MPa, 0.03MPa, 0.04MPa, 0.05MPa},测力仪得到对应的一组受力{0.05N, 0.12N, 0.17N, 0.26N, 0.33N}(受力为正表示推力)。根据式(I)及最小二乘法原理得到:
[0045]F = C+P = 6 X KT6Hi2P (P > O) (4)
[0046]根据真空泵4和增压气泵3的输出指标，P e [-0.09MPa, 0.05MPa]，气嘴可对增益介质7表面产生[-0.2N，0.5N]范围内的作用力。使用范例如下:
[0047]对于某个气嘴I，若需要对增益介质7表面产生拉力-0.07N,根据式(3)得到P=-0.035MPa，关闭该气嘴I的调压阀24，调节该气嘴I的调压阀25至-0.035MP即可；若需要对增益介质7表面产生推力0.24N，根据式(4)得到P = 0.04MPa，关闭该气嘴I的调压阀25，调节该气嘴I的调压阀24至0.04MPa即可。
【主权项】
1.一种气压驱动的阵列式激光增益介质面型调控机构，特征在于其构成包括:由多个互相独立的气嘴(I)组成的气嘴阵列、气流控制模块(2)、增压气泵(3)、真空泵(4)、由多个半导体泵浦模块(61) 二维排列构成的半导体激光泵浦面阵(6)、第一输入气管(21)、第二输入气管(22)和多根输出气管(23)； 所述的增压气泵(3)和真空泵(4)分别通过第一输入气管(21)和第二输入气管(22)与所述的气流控制模块(2)的第一输入端、第二输入端相连，该气流控制模块(2)的各输出端分别经所述的输出气管(23)与所述的气嘴(I)的入气口相连，所述的气嘴阵列分布在所述的导体激光泵浦面阵出)的不同位置，且穿过对应位置的半导体泵浦模块￠1)的间隙，所述的气嘴(I)的出气口正对增益介质(7)。
2.根据权利要求1所述的气压驱动的阵列式激光增益介质面型调控机构，其特征在于，所述的气流控制模块(2)由多个输入输出单元构成，每个输入输出单元包括第一调压阀(24)、第二调压阀(25)和三通(26)； 所述的第一调压阀(24) —端连通第一输入气管(21)、第二调压阀(25) —端连通第二输入气管(22)，所述的第一调压阀(24)和第二调压阀(25)的另一端均通过所述的三通(26)连通所述的输出气管(23)。
3.根据权利要求1或2所述的气压驱动的阵列式激光增益介质面型调控机构，其特征在于，所述的增益介质为掺钕磷酸盐玻璃，增压气泵为无油气泵，恒定提供P+= 0.05MPa，第一调压阀为气体减压阀，真空泵为无油螺杆泵，提供P-= -0.09MPa，第二调压阀为真空调压阀。
【专利摘要】一种气压驱动的阵列式激光增益介质面型调控机构，包括：由多个互相独立的气嘴组成的气嘴阵列、气流控制模块、增压气泵、真空泵、由多个半导体泵浦模块二维排列构成的半导体激光泵浦面阵、第一输入气管、第二输入气管和多根输出气管。本发明可通过气嘴阵列对增益介质表面不同区域产生大小可调的推力和拉力，从而具有调控面型的作用，对增益介质面型调控过程中不存在刚性接触，对增益介质表面是柔性作用，不产生破坏，用于激活反射镜构型的激光器，实现对增益介质面型的调控。
【IPC分类】H01S3-02
【公开号】CN104682170
【申请号】CN201510080654
【发明人】桂珞, 王建磊, 马明, 施翔春, 陈卫标
【申请人】中国科学院上海光学精密机械研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月15日