体的疲劳损伤，而且能够给出KTP晶体疲劳损伤的程度，是一 种在线监测KTP晶体疲劳损伤的行之有效的方法。KTP晶体疲劳损伤在线监测装置能把测 量结果实时传送给计算机控制系统处理，并根据处理的结果实时判定KTP晶体的疲劳损伤 状态，根据KTP晶体的疲劳损伤状态决定高能激光的启停，从而避免KTP晶体永久性损伤， 且其控制精度高，操作方便、简单，为精确确定KTP晶体的疲劳损伤提供了可靠保障，为高 功率倍频系统的发展奠定了基础。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明中KTP晶体532nm吸收系数与导带电子密度关系曲线。
[0020] 图2是本发明KTP晶体疲劳损伤在线监测装置的结构示意图。
[002U 图3是本发明中不同能量高能激光脉冲福照过程中，KTP晶体对化-Ne激光的透 过率曲线。
[0022] 图4是本发明所用KTP晶体经高能激光福照前后的透过谱。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明所述方法及其装置作进一步详细说明，它仅用于 说明本发明的一些具体的实施方式，而不应理解为对本发明保护范围的任何限定。
[0024] 一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，利用KTP晶体在高强度激光脉冲作用下 产生的非线性现象-灰迹现象，通过灰迹对可见光的吸收来监测KTP晶体的疲劳损伤。超 过一定功率密度的激光入射在KTP晶体上，在倍频过程中由于多光子吸收，电子从价带跃 迁到导带，光致电离产生大量电子-空穴对，产生的电子或空穴被KTP晶体中的杂质或缺陷 捕获形成色屯、，从而在光行进的路径上产生灰色暗迹，即灰迹。电子的跃迁使KTP晶体导带 电子密度发生变化，KTP晶体吸收系数是导带电子密度的函数，如下式所示：
[0025]
【主权项】
1. 一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于KTP晶体与高强度激光相互作 用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监 测KTP晶体的疲劳损伤，其步骤如下： (1) 打开高能激光，使其聚焦到KTP晶体中，并与KTP晶体相互作用产生疲劳或永久性 损伤，疲劳或永久性损伤将大量吸收或散射入射光的能量； (2) 打开He-Ne激光，使其通过KTP晶体中激光辐照区； (3) 能量计实时记录He-Ne激光在KTP晶体前和后的能量，并将数据传送给计算机控制 系统，计算He-Ne激光对KTP晶体的透过率； (4) 计算机控制系统根据处理的数据判定KTP晶体处于安全、疲劳或永久损伤工作状 ??τ O
2. 根据权利要求1所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于，所述He-Ne 激光对KTP晶体的透过率为He-Ne激光经过KTP晶体激光辐照区的能量除以He-Ne激光未 经过KTP晶体激光辐照区的能量。
3. 根据权利要求2或3所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法，其特征在于，所述 由激光辐照点对He-Ne激光的透过率判断KTP晶体的工作状态的方法是，透过率大于等于 90%，则KTP晶体处于安全工作状态；透过率大于等于50%，且小于90%，则KTP晶体处于 疲劳工作状态；透过率小于50%，则KTP晶体处于永久损伤工作状态。
4. 一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于包括高能激光器（1)，透镜（2)， KTP晶体（3)，光吸收池（4)，分光镜（5)，He-Ne激光器（6)，第一能量计（7)，第二能量计 (8)，同步控制器（9)，路由器（10)和计算机控制系统（11);所述透镜（2)设置在高能激光 器⑴和KTP晶体（3)之间，用于聚焦高能激光器⑴发射的高能激光，光吸收池（4)设置 在KTP晶体（3)后端，用于吸收透过KTP晶体（3)的高能激光；所述分光镜（5)设置在He-Ne 激光器（6)和KTP晶体（3)之间，用于将He-Ne激光器（6)发出的He-Ne激光分别入射到 第一能量计（7)和KTP晶体（3)，He-Ne激光经过KTP晶体（3)激光辐照区后入射到第二能 量计（8); 所述同步控制器（9)分别和高能激光（1)、He-Ne激光（6)、第一能量计（7)、第二能量 计（8)和计算机控制系统（11)连接，计算机控制系统（11)通过同步控制器（9)控制高能 激光（1)、He-Ne激光（6)、第一能量计（7)、第二能量计⑶的通断；所述路由器（10)分别 与第一能量计（7)、第二能量计（8)和计算机控制系统（11)连接，第一能量计（7)、第二能 量计（8)测得的数据经路由器（10)传给计算机控制系统（11)，计算机控制系统（11)对接 收到的数据进行处理并判定KTP晶体工作状态。
5. 根据权利要求4所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于，所述第一能 量计（7)和第二能量计⑶测试波段包含对633nm连续波的测试。
6. 根据权利要求4所述的KTP晶体疲劳损伤在线监测的装置，其特征在于，所述分光镜 (5)是对633nm的光半反半透的分光镜。
【专利摘要】本发明公开了一种KTP晶体疲劳损伤在线监测的方法和装置，该方法利用KTP晶体与高强度激光相互作用产生的疲劳损伤使激光辐照区对He-Ne激光透过率下降，从而可利用He-Ne激光在线监测KTP晶体的疲劳损伤；该装置包括高能激光器，透镜，KTP晶体，光吸收池，分光镜，He-Ne激光器，第一能量计，第二能量计，同步控制器，路由器和计算机控制系统。本发明利用KTP晶体灰迹现象对光的吸收，利用计算机控制系统实时计算He-Ne光的透过率，判定KTP晶体的疲劳损伤状态，准确控制高能激光器的启停，从而避免KTP晶体永久性损伤，其控制精度高，操作方便、简单，为精确确定KTP晶体的疲劳损伤提供了可靠保障。
【IPC分类】G01N21-01, G01N21-958
【公开号】CN104568988
【申请号】CN201410781047
【发明人】张秋慧, 吕宽洲, 李娜, 付国定, 李小魁
【申请人】河南工程学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月17日