一种激光偏振光束质量测量系统的制作方法

本发明涉及半导体激光，具体的说，是一种激光偏振光束质量测量系统。

背景技术：

1、光纤激光作为新一代的高性能光源，具有光束质量好、电光转换效率高等优点，但单纤的输出亮度受到非线性效应、模式不稳定效应等因素的影响，存在物理极限，为了提高激光束的功率和能量密度，光纤激光合成技术应运而生。光纤激光合成技术分为相干合成和非相干合成，其中非相干合成主要分为几何并束、光谱合成和功率合束；相干合成是将多路子光束在远场进行相干叠加，进而得到高亮度的激光束，根据子光束的相位锁定方式分为被动相位控制相干合成和主动相位控制相位合成。对于光纤激光合成光束的光束质量，往往是通过光束测量系统对其进行评价，但由于设计难度较大，现有技术中没有一款激光偏振光束质量测量系统可在0.365μm-1.090μm波段工作，并对激光偏振光束中的s波、p波、s波和p波分别进行探测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种激光偏振光束质量测量系统，用于解决现有技术中工作波段为0.365μm-1.090μm的激光偏振光束质量测量系统设计难度大的问题，并通过独立的切换镜模块，解决激光偏振光束质量测量系统无法对激光偏振光束中的s波、p波、s波和p波分别进行探测问题。

2、本发明通过下述技术方案解决上述问题：

3、一种激光偏振光束质量测量系统，包括缩束镜组、切换镜模块、会聚镜组以及探测相机，入射光束经过缩束镜组进行缩束，再通过切换镜模块切换偏振片的类型，使透射s波、p波或同时透射s波及p波，透射的光波经过会聚镜组后，由探测相机接收对应光斑，根据光斑大小及光斑能量记录光斑对应的质心位置以及实际光束远场发散角，实现对光纤激光合成光束的光束质量测量及质心的测量。

4、进一步地，所述切换镜模块包括圆盘结构，所述圆盘结构上设置有直径相同且围绕圆盘结构的圆心分布的第一圆通孔、第二圆通孔和第三圆通孔，所述第一圆通孔内固定安装有第一偏振片，所述第二圆通孔内固定安装有第二偏振片，所述第一偏振片仅透射s波，所述第二偏振片仅透射p波，通过旋转圆盘结构的方式切换第一偏振片、第二偏振片或第三圆通孔，对应透射s波、p波或同时透射s波和p波。

5、进一步地，所述缩束镜组采用伽利略式结构，能够接收0.365μm-1.090μm波段的偏振光束并进行缩束，由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜所组成，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为球面透镜，对应的光焦度分别为正、负、负、正、负，实现接收偏振光束并进行缩束。

6、可选地，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜的玻璃牌号分别为h-fk61a、d-zk3、h-k9l、h-k9l、h-zlaf69。

7、进一步地，所述会聚镜组由第六透镜和第七透镜所组成，所述第六透镜和第七透镜均为球面透镜，对应的光焦度分布为正、负。可选地，第六透镜和第七透镜的玻璃牌号分别为d-fk95、h-lak6a。

8、进一步地，所述探测相机为ccd电荷耦合器件。

9、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

10、(1)本发明利用切换镜模块切换圆通孔和偏振片，在探测相机上可分别获得s波(纵波)、p波(横波)光束以及s波加p波光束的质心位置以及实际光束的远场发散角，利用测得实际远场光束的发散角与理想光束的远场发散角相比，可得到光纤激光合成光束的光束质量，另外可根据对应光束的质心位置可以直观的对系统前端光纤激光合束系统进行调整，进而有效地保证光纤激光合成光束的光束质量。

11、(2)本发明光谱接收范围较宽，为0.365μm-1.090μm，其覆盖部分紫外波段、可见光波段以及部分近红外波段，因此该系统易适应不同参数的激光器。

技术特征：

1.一种激光偏振光束质量测量系统，其特征在于，包括缩束镜组、切换镜模块、会聚镜组以及探测相机，入射光束经过缩束镜组进行缩束，再通过切换镜模块切换偏振片的类型，使透射s波、p波或同时透射s波及p波，透射的光波经过会聚镜组后，由探测相机接收对应光斑，根据光斑大小及光斑能量记录光斑对应的质心位置以及实际光束远场发散角，实现对光纤激光合成光束的光束质量测量及质心的测量。

2.根据权利要求1所述的一种激光偏振光束质量测量系统，其特征在于，所述切换镜模块包括圆盘结构，所述圆盘结构上设置有直径相同且围绕圆盘结构的圆心分布的第一圆通孔、第二圆通孔和第三圆通孔，所述第一圆通孔内固定安装有第一偏振片，所述第二圆通孔内固定安装有第二偏振片，所述第一偏振片仅透射s波，所述第二偏振片仅透射p波，通过旋转圆盘结构的方式切换第一偏振片、第二偏振片或第三圆通孔，对应透射s波、p波或同时透射s波和p波。

3.根据权利要求1所述的一种激光偏振光束质量测量系统，其特征在于，所述缩束镜组采用伽利略式结构，由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜所组成，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为球面透镜，对应的光焦度分别为正、负、负、正、负，实现接收偏振光束并进行缩束。

4.根据权利要求1所述的一种激光偏振光束质量测量系统，其特征在于，所述会聚镜组由第六透镜和第七透镜所组成，所述第六透镜和第七透镜均为球面透镜，对应的光焦度分布为正、负。

5.根据权利要求1所述的一种激光偏振光束质量测量系统，其特征在于，所述探测相机为ccd电荷耦合器件。

技术总结
本发明公开了一种激光偏振光束质量测量系统，包括缩束镜组、切换镜模块、会聚镜组以及探测相机，入射光束经过缩束镜组进行缩束，再通过切换镜模块切换偏振片的类型，使透射s波、p波或同时透射s波及p波，透射的光波经过会聚镜组后，由探测相机接收对应光斑，根据光斑大小及光斑能量记录光斑对应的质心位置以及实际光束远场发散角，实现对光纤激光合成光束的光束质量测量及质心的测量。本发明得到光纤激光合成光束的光束质量，还可根据对应光束的质心位置可以直观的对系统前端光纤激光合束部分进行调整，进而有效地保证光纤激光合成光束的光束质量。

技术研发人员：杨锐,张明磊,侯奕,彭礼威,云宇,刘顺瑞,谢宗亮,蒋继春,吴春霞
受保护的技术使用者：中国久远高新技术装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15