专利名称：用于激光光束波前校正的光学装置及波前校正方法
技术领域：
本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种用于激光光束波前校正的光学装置及激光光束波前校正方法。
背景技术：
目前，在高功率固体激光器研制中，除了需要提升功率/能量外，还必须研究光束控制与提高光束质量的问题，具有高功率高光束质量的激光才能满足实际应用的需要。在实际工作中，高功率激光系统输出的激光都有振幅调制和相位畸变，理论和实验研究都证明，对于远场光束质量来说，相位畸变是主要影响因素。激光束通过具有一定温度分布的激光增益介质或非理想的光学系统后，其波前会发生畸变，这种波前畸变通常会随着激光输 出功率的增加而变得更加严重。高功率激光束波前的畸变中一般包含热透镜效应等因素引起的低阶畸变和温度不均匀分布、衍射等因素引起的高阶畸变，低阶畸变可以利用光学元件进行修正或补偿，高阶畸变目前基本采用主要由变形镜组成的自适应光学系统进行校正，这项技术通常用来校正大气扰动引起的相差，用于高功率固体激光系统中也获得了成功。但是随高功率固体激光技术的发展，激光器的输出功率越来越高，影响的波前畸变也越来越大，变形镜系统遇到了一些难以逾越的障碍，一是破坏问题，变形镜要通过镜面起伏变形来改变激光的波前，所以镜面膜层较薄，且散热能力较差，因此抗激光损伤能力相对较弱，在高功率激光系统中经常发生变形镜表面损伤问题。二是行程量小，受变形镜材料限制，变形镜面形不能在大范围内变化，通常的最大行程在10 μ m左右，而高功率固体激光系统中如果要提高激光输出功率激光光束就要通过更长的增益介质，相应的会产生很大的波前畸变，这就经常会超出变形镜的行程范围，因此反过来制约了激光功率的进一步提高。除了以变形镜为代表的反射式波前校正器之外，还有透射式的波前校正器，其中主要有衍射光学元件和透射式液晶空间光调制器。衍射光学元件利用了光的波动性，在一片光学材料的基底上做出许多台阶状的亚微米、微米量级的微结构，当光投射到这些带有浮雕结构的器件表面时，波前受到调制，进而实现某些光学功能。主要优点是这种元件是纯相位型的，有极高的衍射效率，不仅能够产生任何形式的波前，而且还能对光波波前进行变换和矫正；可以大量复制；实现系统轻型化、集成化。但其用于高功率激光光束校正时需要准确测量出激光束波前然后再进行光学加工，这就使得其要求激光束有非常好的稳定性和重复性，否则波前校正能力大幅度降低，由于实际工作中高功率固体激光器的调试和元器件更换等改变是不可避免的，所以激光波前难以保持不变，所以这种方法目前很少用于高功率固体激光光束波前的校正。液晶光调制器是以电写入液晶空间光调制器为核心，结合滤波、CXD采集、监视器及计算机组成的实时、可调控的激光光束空间整形系统。它由两偏振片夹一液晶显示层构成，通过液晶分子的旋光偏振性和双折射性来实现对入射光束的波面振幅和相位的调制，即其光学调制特性主要是旋光偏振性和双折射性。通过设置不同的偏振片的相对偏振方位，改变加在液晶像素上的电压，可获得相应液晶空间光调制器的调制模式与调制特性曲线。现在最通行的电寻址液晶空间光调制器是薄膜晶体管透射阵列式液晶电视，这种电寻址液晶空间光调制器能方便地与计算机接口，在设定的光学调制模式下，实现相应的单元像素的振幅或相位的调制。其优点是实时可控的校正波前，缺点是激光损伤阈值较低，仅适用于高功率激光系统前级，但由于高功率激光系统波前畸变主要产生于放大级，如果采用预控制技术的话有会遇到孔径限制等难题，所以液晶空间光调制器目前也较少用于高功率激光系统中。
发明内容
本发明提供一种用于激光光束波前校正的光学装置及激光光束波前校正方法，以解决现有技术中的上述问题。本发明提供一种用于激光光束波前校正的光学装置，包括设置于固体激光器的激光增益介质之后，光学装置具体包括光学材料、与光学材料表面相连接的一个或多个温控单元、与各个温控单元相连接的散热装置、以及控制温控单元的温度控制器；光学材料，用于通过一个端面接收从激光增益介质射出的激光光束，并从另一个端面射出激光光束，或者，从接收激光光束的端面射出；温控单元，用于在温度控制器的控制下发热或者制冷；散热装置，用于在温度控制器控制温控单元制冷时，为温控单元排出其产生的废热；温度控制器，用于控制一个或多个温控单元进行发热或者制冷，并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，以控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，对射入光学材料的激光光束波前进行矫正。优选地，光学材料为光学玻璃、陶瓷、或者晶体；光学材料为多边形立体结构；光学材料的两个端面上镀有膜。优选地，温控单元通过导热胶粘接在光学材料的一个或多个面上，或者，温控单元通过金属焊接的方式固定在光学材料的一个或多个面上。优选地，在光学材料连接温控单元的表面通过掩膜板被金属化形成由多个金属块组成的金属网格，通过掩膜板被金属化的各个温控单元分别与金属网格中的各个金属块焊接连接，其中，金属网格中的各个金属块之间不互相连接。优选地，光学材料与每个温控单元之间均设置有一个导热金属锥体，温控单元固定于导热金属锥体的面积较大的一端，导热金属锥体的面积较小一端与光学材料连接，导热金属锥体用于将温控单元的温度传导到光学材料上。优选地，每个温控单元上设置有一个温度传感器，温度传感器用于向温度控制器发送相应温控单元的温度。优选地，温度控制器具体用于通过控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，使光学材料中激光光束通过路径上的温差分布与激光增益介质中激光光束通过路径上的的温差分布互补，从而对射入光学材料的激光光束波前进行矫正。优选地，温度控制器具体用于通过控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，使激光光束通过路径上的光程差积分与激光增益介质的光程差积分相加为零，对射入光学材料的激光光束波前进行矫正。优选地，温度控制器具体用于分别对每一个温控单元进行控制、和/或对由多个温控单元组成的温控单元组进行控制。优选地，温控单元为温度电子控制器TEC。优选地，温度控制器具体用于通过控制流过温控单元的电流方向，控制温控单元进行发热或者制冷，并通过控制流过温控单元的电流大小，控制温控单元的发热量或者制冷量，其中，在流过温控单元的电流方向为正向时温控单元制冷，在流过温控单元的电流方向为反向时温控单元发热。本发明还提供了一种激光光束波前校正方法，包括光学材料的一个端面接收从 激光增益介质射出的激光光束；温度控制器控制光学材料的温度分布，从而控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，对射入光学材料的激光光束波前进行矫正；进行波前矫正后的激光光束从光学材料的另一个端面射出，或者，从接收激光光束的端面射出。优选地，温度控制器控制光学材料的温度分布具体包括温度控制器控制固定于光学材料表面的一个或多个温控单元进行发热或者制冷、并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，从而控制光学材料的温度分布。优选地，温度控制器控制光学材料中通过路径上的温差分布与激光增益介质的温差分布互补。优选地，温度控制器控制光学材料中通过路径上的温差分布与激光增益介质的温差分布互补具体包括温度控制器控制光学材料的温度分布，使得激光光束通过路径上的光程差积分与激光增益介质的光程差积分相加为零。优选地，温控单元为温度电子控制器TEC;温度控制器控制固定于光学材料表面的一个或多个温控单元进行发热或者制冷、并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量具体包括温度控制器通过控制流过温控单元的电流方向，控制温控单元进行发热或者制冷，并通过控制流过温控单元的电流大小，控制温控单元的发热量或者制冷量，其中，在流过温控单元的电流方向为正向时温控单元制冷，在流过温控单元的电流方向为反向时温控单元发热。本发明有益效果如下通过在固体激光器的激光增益介质后增加本发明实施例的光学材料，利用温度控制技术控制光学材料中的温度分布，由于光学材料的折射率随温度变化的特性，当激光束通过该光学材料后，由于波面上不同点之间存在光程差，因此实现了对波前的控制，本发明实施例的技术方案的光学材料抗激光损伤阈值非常高，此外，可以采用激光透射率很高的光学材料，所以对激光吸收很少；本发明实施例的光学材料造价低，对光学材料生产和加工没有严苛的要求，温度控制器件也是市场化程度很高的器件；此外，本发明实施例的波前校正动态范围大，很简单的增加光学材料长度就可以增加激光光束在波前校正器中的传播距离，进而增加光程差，也就是增加了波前校正动态范围。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式
。
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中图I是本发明实施例的用于激光光束波前校正的光学装置的结构示意图；图2是本发明实施例的透射型温度分布式波前控制器的结构示意图一；图3是本发明实施例的透射型温度分布式波前控制器的结构示意图二 ；图4是本发明实施例的反射型温度分布式波前控制器结构示意图；图5是本发明实施例的激光光束波前校正方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本发明提供了一种用于激光光束波前校正的光学装置及激光光束波前校正方法，将阵列热源加载在光学材料表面，当温度平衡后就会在光学材料内部形成各种温场分布，当激光光束通过这个光学材料时其波前就会产生变化，控制这种变化就可以达到改善激光光束波前的目的。在本发明实施例中，可以将一定数量TEC排列起来构成热源阵列，利用TEC兼具制冷和加热的能力，控制每一个TEC单元的温度，最后在光学材料内部形成所需的温度场分布。以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。装置实施例根据本发明的实施例，提供了一种用于激光光束波前校正的光学装置，设置于固体激光器的激光增益介质之后，图I是本发明实施例的用于激光光束波前校正的光学装置的结构示意图，如图I所示，根据本发明实施例的光学装置具体包括光学材料10、与所述光学材料10表面相连接的一个或多个温控单元12、与各个温控单元12相连接的散热装置14、以及控制所述温控单元12的温度控制器16 ;以下对本发明实施例的各个模块进行详细的说明。光学材料10，用于通过一个端面接收从激光增益介质射出的激光光束，并从另一个端面射出激光光束，或者，从接收激光光束的端面射出；优选地，光学材料10为光学玻璃、陶瓷、或者晶体；光学材料10为多边形立体结构；光学材料10的两个端面上镀有膜。温控单元12，用于在温度控制器16的控制下发热或者制冷；优选地，温控单元12通过导热胶粘接在光学材料10的一个或多个面上，或者，温控单元12通过金属焊接的方式固定在光学材料10的一个或多个面上。温控单兀12可以为温度电子控制器TEC。在实际应用中，可以在光学材料10连接温控单元12的表面通过掩膜板被金属化形成由多个金属块组成的金属网格，通过掩膜板被金属化的各个温控单元12分别与金属网格中的各个金属块焊接连接，其中，金属网格中的各个金属块之间不互相连接。如果需要减少光学材料10的受热面积，光学材料10与每个温控单元12之间均设置有一个导热金属锥体，温控单元12固定于导热金属锥体的面积较大的一端，导热金属锥体的面积较小一端与光学材料10连接，导热金属锥体用于将温控单元12的温度传导到光学材料10上为了使温度控制器16准确地控制每一个温控单元12，每个温控单元12上可以设置有一个温度传感器，温度传感器用于向温度控制器16发送相应温控单元12的温度。散热装置14，用于在温度控制器16控制温控单元12制冷时，为温控单元12排出其产生的废热；温度控制器16，用于控制一个或多个温控单元12进行发热或者制冷，并控制一个或多个温控单元12的发热量或者制冷量，以控制激光光束在光学材料10中通过路径上的温度，对射入光学材料10的激光光束波前进行矫正。
温度控制器16具体用于通过控制激光光束在光学材料10中通过路径上的温度，使光学材料10中激光光束通过路径上的温差分布与激光增益介质中激光光束通过路径上的的温差分布互补，从而对射入光学材料10的激光光束波前进行矫正。此外，温度控制器16通过控制激光光束在光学材料10中通过路径上的温度，使激光光束通过路径上的光程差积分与所述激光增益介质的光程差积分相加为零，对射入光学材料10的激光光束波前进行矫正。在实际应用中，温度控制器16可以分别对每一个温控单元12进行控制、和/或对由多个温控单元12组成的温控单元12组进行控制。在本发明实施例中，如果温控单元12为温度电子控制器TEC，则温度控制器16通过控制流过温控单元12的电流方向，控制温控单元12进行发热或者制冷，并通过控制流过温控单元12的电流大小,控制温控单元12的发热量或者制冷量,其中，在流过温控单元12的电流方向为正向时温控单元12制冷，在流过温控单元12的电流方向为反向时温控单元12发热。以下结合附图，以TEC为例，对本发明实施例的技术方案进行详细说明。激光增益介质中的温度不均匀分布是导致固体激光光束畸变的主要原因，而固体激光器研制过程中，通过合理设计，通常可以保证激光增益介质吸收的泵浦光均匀，也就是激光增益介质受热近似均匀，温度的不均匀分布主要是由于增益介质的不均匀冷却造成的，而增益介质的冷却都是通过增益介质的外表面进行冷却，与金属散热材料接触良好的地方，激光增益介质的温度较低，反之温度就较高，对于液体冷却方式而言，同样的如果液体流速不均匀或流动方式不同同样会造成激光增益介质的各个部分温度产生差异。对于激光增益介质来说，温度不同时激光增益介质的材料折射率不同，当激光光束通过激光增益介质后对于激光波面来说，所经过的区域光程差不同，因此波面产生变形。根据光的可逆原理，如果主动将通过增益介质后的激光光束再通过一块温度分布与增益介质互补的光学材料，激光光束波前就会得到恢复，再由光程差的累加原理，该补偿光学材料不必处处温度分布与增益介质互补，仅需要保证通过路径上的温度积分也就是光程与增益介质的温度积分相等即可。在实际应用中，最好选取对激光透过率高的光学材料，不同激光波长应选用不同透过率波段的光学材料，如1064nm激光可以选用石英玻璃、k9玻璃、Nd: YAG晶体或陶瓷等，将光学材料加工成各种立体结构，以长方体为例，可以将光学材料的两个表面抛光镀膜，作为激光光束的入射面和出射面，激光在长方体的一端进入，在另一个端面输出，在两个侧面排布TEC阵列，对应需校正的波前畸变类型不同，阵列中包含TEC数量可以是一个或几十个。图2是本发明实施例的透射型温度分布式波前控制器的结构示意图一，图3是本发明实施例的透射型温度分布式波前控制器的结构示意图二，如图2和图3所示，I表示入射激光波前，2表示出射激光波前，3表示TEC热沉，4表示TEC单元，5表示光学材料。在图2中，光学材料的上下面固定有TEC单元，在图3中，光学材料的前后面固定有TEC单元，在实际应用中，TEC单元的排列可以有多种结构。如图2、3所示的结构，激光光束I由控制器一端进入波前控制器，通过分析出射激光光束2的波前情况调整各个TEC单元的温度，最后获得改善的激光光束波前。图4是本发明实施例的反射型温度分布式波前控制器结构示意图，如图4所示，I表不入射激光波前，2表不出射激光波前,3表不TEC热沉,4表不TEC单兀,5表不光学材料。在图4中，TEC单元被设置在与激光入射端面相对的端面上，激光光束以0° 90°入射进入光学材料，通过特定温度分布的区域后反射输出，这种方法可以实现光路原路返回，其在 激光器中的使用方法就与变形镜类似，通过将光学材料加工成多边形立体结构，可以实现多反射面，根据控制方法不同，TEC等温控单元可以加载在任意一个表面。TEC单元电流正向时是制冷，电流反向时是加热，通过对流经的电流大小控制来控制制冷或加热量，进而控制温度，TEC阵列中的每一个TEC应可单独控制温度，如果采用的波前校正算法需要知道每一个TEC单元的温度，还可以在每一个TEC单元旁边安装一个温度传感器。TEC单元与光学材料之间的连接应该具有良好的导热性和连接强度，可以采用导热胶或金属焊接的工艺连接TEC单元与光学材料，温度传感器通过导热胶固定在仅靠TEC单元的光学材料表面即可。TEC单元面积一般在50mm2以上，如果想减小热源面积，可以将TEC单元固定在一个金属锥体的面积较大一端，面积较小一端与光学材料连接，金属锥体采用导热率好的金属材料，比如铜、铝等。此外，TEC单元一个面与光学材料相连，另一面与热沉相连，将TEC单元产生的废热带走。具体地，在实际应用中，可以通过掩膜板在光学材料侧面金属化，可以形成由一系列金属块组成金属网格，金属块之间不连接，保证各个温控区域之间具有一定的热阻，然后通过铟焊和同样被金属化的TEC连接起来(可以加入一个金属锥体达到减小热接触面积的作用)；TEC也可以直接用导热胶粘接在增益介质表面，TEC另一端连接风冷或水冷热沉。综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，通过在固体激光器的激光增益介质后增加本发明实施例的光学材料，利用温度控制技术控制光学材料中的温度分布，由于光学材料的折射率随温度变化的特性，当激光束通过该光学材料后，由于波面上不同点之间存在光程差，因此实现了对波前的控制，本发明实施例的技术方案的光学材料抗激光损伤阈值非常高，此外，可以采用激光透射率很高的光学材料，所以对激光吸收很少；本发明实施例的光学材料造价低，对光学材料生产和加工没有严苛的要求，温度控制器件也是市场化程度很高的器件；此外，本发明实施例的波前校正动态范围大，很简单的增加光学材料长度就可以增加激光光束在波前校正器中的传播距离，进而增加光程差，也就是增加了波前校正动态范围。方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种激光光束波前校正方法，用于上述装置实施例中的用于激光光束波前校正的光学装置，图5是本发明实施例的激光光束波前校正方法的流程图，如图5所示，根据本发明实施例的激光光束波前校正方法包括如下处理步骤501，光学材料的一个端面接收从激光增益介质射出的激光光束；步骤502，温度控制器控制光学材料的温度分布，从而控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，对射入光学材料的激光光束波前进行矫正；在步骤502中，温度控制器控制光学材料的温度分布具体包括温度控制器控制固定于光学材料表面的一个或多个温控单元进行 发热或者制冷、并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，从而控制光学材料的温度分布。温度控制器控制光学材料中通过路径上的温差分布与激光增益介质的温差分布互补。优选地，温度控制器控制光学材料的温度分布，使得激光光束通过路径上的光程差积分与所述激光增益介质的光程差积分相加为零，从而控制光学材料中通过路径上的温差分布与激光增益介质的温差分布互补。优选地，温控单元为温度电子控制器TEC;温度控制器控制固定于光学材料表面的一个或多个温控单元进行发热或者制冷、并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量具体包括温度控制器通过控制流过温控单元的电流方向，控制温控单元进行发热或者制冷，并通过控制流过温控单元的电流大小，控制温控单元的发热量或者制冷量，其中，在流过温控单元的电流方向为正向时温控单元制冷，在流过温控单元的电流方向为反向时温控单元发热。步骤503，进行波前矫正后的激光光束从光学材料的另一个端面射出，或者，从接收激光光束的端面射出。综上所述，借助于本发明实施例的技术方案，通过在固体激光器的激光增益介质后增加本发明实施例的光学材料，利用温度控制技术控制光学材料中的温度分布，由于光学材料的折射率随温度变化的特性，当激光束通过该光学材料后，由于波面上不同点之间存在光程差，因此实现了对波前的控制，本发明实施例的技术方案的光学材料抗激光损伤阈值非常高，此外，可以采用激光透射率很高的光学材料，所以对激光吸收很少；本发明实施例的光学材料造价低，对光学材料生产和加工没有严苛的要求，温度控制器件也是市场化程度很高的器件；此外，本发明实施例的波前校正动态范围大，很简单的增加光学材料长度就可以增加激光光束在波前校正器中的传播距离，进而增加光程差，也就是增加了波前校正动态范围。本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。
权利要求
1.一种用于激光光束波前校正的光学装置，其特征在于，设置于固体激光器的激光增益介质之后，所述光学装置具体包括光学材料、与所述光学材料表面相连接的一个或多个温控单元、与各个温控单元相连接的散热装置、以及控制所述温控单元的温度控制器； 所述光学材料，用于通过一个端面接收从所述激光增益介质射出的激光光束，并从另一个端面射出所述激光光束，或者，从接收所述激光光束的端面射出； 所述温控单元，用于在所述温度控制器的控制下发热或者制冷； 所述散热装置，用于在所述温度控制器控制所述温控单元制冷时，为温控单元排出其产生的废热； 所述温度控制器，用于控制所述一个或多个温控单元进行发热或者制冷，并控制所述一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，以控制所述激光光束在所述光学材料中通过路径上的温度，对射入所述光学材料的激光光束波前进行矫正。
2.如权利要求I所述的光学装置，其特征在于， 所述光学材料为光学玻璃、陶瓷、或者晶体； 所述光学材料为多边形立体结构； 所述光学材料的所述两个端面上镀有膜。
3.如权利要求I所述的光学装置，其特征在于，所述温控单元通过导热胶粘接在所述光学材料的一个或多个面上，或者，所述温控单元通过金属焊接的方式固定在所述光学材料的一个或多个面上。
4.如权利要求I所述的光学装置，其特征在于，在所述光学材料连接所述温控单元的表面通过掩膜板被金属化形成由多个金属块组成的金属网格，通过所述掩膜板被金属化的各个温控单元分别与所述金属网格中的各个金属块焊接连接，其中，所述金属网格中的各个金属块之间不互相连接。
5.如权利要求I或4所述的光学装置，其特征在于，所述光学材料与每个温控单元之间均设置有一个导热金属锥体，所述温控单元固定于所述导热金属锥体的面积较大的一端，所述导热金属锥体的面积较小一端与所述光学材料连接，所述导热金属锥体用于将所述温控单元的温度传导到所述光学材料上。
6.如权利要求I所述的装置，其特征在于，每个温控单元上设置有一个温度传感器，所述温度传感器用于向所述温度控制器发送相应温控单元的温度。
7.如权利要求I所述的光学装置，其特征在于，所述温度控制器具体用于通过控制所述激光光束在所述光学材料中通过路径上的温度，使所述光学材料中所述激光光束通过路径上的温差分布与所述激光增益介质中所述激光光束通过路径上的的温差分布互补，从而对射入所述光学材料的激光光束波前进行矫正。
8.如权利要求7所述的光学装置，其特征在于，所述温度控制器具体用于通过控制所述激光光束在所述光学材料中通过路径上的温度，使所述激光光束通过路径上的光程差积分与所述激光增益介质的光程差积分相加为零，对射入所述光学材料的激光光束波前进行矫正。
9.如权利要求I所述的光学装置，其特征在于，所述温度控制器具体用于分别对每一个温控单元进行控制、和/或对由多个温控单元组成的温控单元组进行控制。
10.如权利要求I至9中任一项所述的光学装置，其特征在于，所述温控单元为温度电子控制器TEC。
11.如权利要求10所述的光学装置，其特征在于，所述温度控制器具体用于通过控制流过所述温控单元的电流方向，控制所述温控单元进行发热或者制冷，并通过控制流过所述温控单元的电流大小，控制所述温控单元的发热量或者制冷量，其中，在流过所述温控单元的电流方向为正向时所述温控单元制冷，在流过所述温控单元的电流方向为反向时所述温控单元发热。
12.—种激光光束波前校正方法，其特征在于，包括 光学材料的一个端面接收从所述激光增益介质射出的激光光束； 温度控制器控制所述光学材料的温度分布，从而控制所述激光光束在所述光学材料中通过路径上的温度，对射入所述光学材料的激光光束波前进行矫正； 进行波前矫正后的激光光束从所述光学材料的另一个端面射出，或者，从接收所述激光光束的端面射出。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述温度控制器控制所述光学材料的温度分布具体包括 所述温度控制器控制固定于所述光学材料表面的一个或多个温控单元进行发热或者制冷、并控制所述一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，从而控制所述光学材料的温度分布。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，温度控制器控制所述光学材料的温度分布具体包括 所述温度控制器控制所述光学材料中通过路径上的温差分布与所述激光增益介质的温差分布互补。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述温度控制器控制所述光学材料中通过路径上的温差分布与所述激光增益介质的温差分布互补具体包括所述温度控制器控制光学材料的温度分布，使得所述激光光束通过路径上的光程差积分与所述激光增益介质的光程差积分相加为零。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述温控单元为温度电子控制器TEC； 所述温度控制器控制固定于所述光学材料表面的一个或多个温控单元进行发热或者制冷、并控制所述一个或多个温控单元的发热量或者制冷量具体包括 所述温度控制器通过控制流过所述温控单元的电流方向，控制所述温控单元进行发热或者制冷，并通过控制流过所述温控单元的电流大小，控制所述温控单元的发热量或者制冷量，其中，在流过所述温控单元的电流方向为正向时所述温控单元制冷，在流过所述温控单元的电流方向为反向时所述温控单元发热。
全文摘要
本发明公开了一种用于激光光束波前校正的光学装置及激光光束波前校正方法。该光学装置包括光学材料，用于通过一个端面接收从激光增益介质射出的激光光束，并从另一个端面射出激光光束，或者，从接收激光光束的端面射出；温控单元，用于在温度控制器的控制下发热或者制冷；散热装置，用于在温度控制器控制温控单元制冷时，为温控单元排出其产生的废热；温度控制器，用于控制一个或多个温控单元进行发热或者制冷，并控制一个或多个温控单元的发热量或者制冷量，以控制激光光束在光学材料中通过路径上的温度，对射入光学材料的激光光束波前进行矫正。
文档编号H01S3/13GK102957085SQ20121046861
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者刘磊, 刘洋, 王超, 刘刚, 梁兴波, 王文涛, 唐晓军, 赵鸿 申请人:中国电子科技集团公司第十一研究所