多束脉冲光同步的调节方法与流程

本发明属于光技术领域，更具体地涉及一种多束脉冲光同步的调节方法。

背景技术：

超短脉冲激光(皮秒或飞秒)在科学研究、精密加工、空间探测等领域具有重要的应用。在超短脉冲激光设计和应用过程中，经常存在一束激光脉冲分束后，各束光脉冲分别经过不同路径或过程变换后，再回归到满足脉冲时间同步的要求，例如：超快光参量产生/放大器、超快泵浦-探测方法等。

在超快光参量产生/放大技术中，利用高峰值功率泵浦激光泵浦非线性晶体，产生宽调谐的参量种子激光。使另一束强泵浦激光泵浦另一块非线性光学晶体，只有在泵浦激光和待放大的参量种子光在非线性晶体中实现了脉冲同步的情况下，方可产生强的耦合作用，实现参量光的高效率放大。由于超短脉冲的作用距离非常短(ps脉冲为毫米量级，fs脉冲为微米量级)，而各单路激光脉冲的传输路径一般在数米距离。如何实现超短激光脉冲在经过不同较长路径后的精确同步，是激光实验设计和安装调试中的关键问题之一。

在现有技术中，通常通过直尺测距，然后调节光学元件实现多束脉冲光的同步，但由于实际上光的传播路径与直尺测量路径存在角度偏差以及光入射到透射元器件上的角度偏差会导致测量结果有很大误差。这样给光路调试带来极大的困难度，需要大范围调整光学元件来进行矫正，并且调整过程具有很大的盲目性。

技术实现要素：

基于以上问题，本发明的目的在于提出一种多束脉冲光同步的调节方法，用于解决以上技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明提出了一种多束脉冲光同步的调节方法，该多束脉冲光为通过m个支路传输的m束脉冲光，该方法采用一激光测距仪和一光学旁路，包括以下步骤：

步骤1、调节光学旁路中的光学元件，使激光测距仪发出的测距激光能够注入m个支路中的每一个；

步骤2、分别测量m个支路中选择的n个待测支路的光程L₁、L₂……L_n，并判断n个待测支路的光程是否均等，若均等，进行步骤4；若不均等，进行步骤3；

步骤3、调节光程不相等的待测支路中的光学元件，返回进行步骤2；

步骤4、完成多束脉冲光同步的调节；

其中，m、n均为大于等于2的自然数，且m大于等于n。

进一步地，上述光学旁路中的光学元件为一个或多个反射镜或直角棱镜。

进一步地，上述方法还采用一反射镜，置于n个待测支路汇合后的光路中，用于反射发出的测距激光至激光测距仪，以完成n个待测支路光程的测量。

进一步地，上述激光测距仪为相位式激光测距仪。

进一步地，所述激光测距仪的精度为0.5mm。

进一步地，判断激光测距仪发出的测距激光是否注入m个支路中每一个的方法为，在每个支路中放置两个小孔光阑，当测距激光和经每个支路传输的脉冲光均穿过两个小孔光阑时，测距激光注入每个支路。

进一步地，上述多束脉冲光具有同一光源。

进一步地，上述光源为泵浦激光源，且泵浦激光源为超短脉冲激光源。

进一步地，上述多束脉冲光为两束，传输该两束脉冲光的两个支路结构为超快光参量产生/放大器的支路结构。

进一步地，待完成上述步骤4后，拆除光学旁路和所述激光测距仪，得到脉冲光同步的超快光参量产生/放大器，实现参量光的高效率放大。

本发明提出的多束脉冲光同步的调节方法具有以下有益效果：

1、本发明由于采用激光测距仪进行测距，且在测距前调解光学旁路中的光学元件以使测距仪发出的测距激光注入任一待测支路，从而避免了光入射到透射元器件上的角度偏差导致的具有很大误差的测量结果，因此测距精度高，误差可小于0.5mm；能够很好的实现多束脉冲光的同步；

2、由于激光测距仪结合光学旁路中的光学元件及一反射镜即可实现测距，避免了直尺测量中存在的实际光传播路径与直尺测量路径间的角度偏差，从而在各个支路的测距中无须挪动或拆卸光路中的光学元件，降低了光路调整难度，提高了测量精度。

附图说明

图1是本发明一实施例提出的多束脉冲光同步的调节方法的步骤流程图；

图2是本发明一实施例提出的应用多束脉冲光同步调节方法的超快光参量产生/放大器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出了一种多束脉冲光同步的调节方法，该多束脉冲光为通过m个支路传输的m束脉冲光，该方法采用一激光测距仪和一光学旁路，包括以下步骤：

步骤1、调节光学旁路中的光学元件，使激光测距仪发出的测距激光能够注入m个支路中的每一个；

步骤2、分别测量m个支路中选择的n个待测支路的光程L₁、L₂……L_n，并判断n个待测支路的光程是否均等，若均等，进行步骤4；若不均等，进行步骤3；

步骤3、调节光程不相等的待测支路中的光学元件，返回进行步骤2；

步骤4、完成多束脉冲光同步的调节；

其中，m、n均为大于等于2的自然数，且m大于等于n。

上述光学旁路中的光学元件为一个或多个反射镜或直角棱镜。

上述步骤2中，通过逐个测量得到n个待测支路的光程，测量时，只保留一个待测支路进行测量，其他待测支路均被遮挡。

需要说明的是，之所以选泽n个待测支路进行测量，是因为m个支路中的一部分可能已经事先测量过，并且光程相等，在调节测量n个待测支路时，根据该部分已经事先测量过的支路的光程为标准进行调节，最终使多束脉冲光同步。

上述方法还采用一反射镜，置于n个待测支路汇合后的光路中，用于反射发出的测距激光至激光测距仪，以完成n个待测支路光程的测量。

优选地，上述激光测距仪为相位式激光测距仪，优选地，其测距精度可达0.5mm级。

判断激光测距仪发出的测距激光是否注入m个支路中每一个的方法为，在每个支路中放置两个小孔光阑，当测距激光和经每个支路传输的脉冲光均穿过两个小孔光阑时，测距激光注入每个支路。

优选地，上述多束脉冲光具有同一光源。

优选地，上述光源为泵浦激光源，且泵浦激光源为超短脉冲激光源。

优选地，上述多束脉冲光为两束，传输该两束脉冲光的两个支路结构为超快光参量产生/放大器的支路结构。

优选地，待完成上述步骤4后，拆除光学旁路和激光测距仪，得到脉冲光同步的超快光参量产生/放大器，实现参量光的高效率放大。

以下通过具体实施例对本发明提出的多束脉冲光同步的调节方法进行详细描述。

实施例

如图1所示，本实施例提出一种多束脉冲光同步的调节方法，该多束脉冲光为通过m个支路传输的m束脉冲光，该方法采用一激光测距仪和一光学旁路，包括以下步骤：

步骤1、调节光学旁路中的光学元件，使激光测距仪发出的测距激光能够注入m个支路中的每一个；

步骤2、分别测量m个支路中选择的n个待测支路的光程L₁、L₂……L_n，并判断n个待测支路的光程是否均等，若均等，进行步骤4；若不均等，进行步骤3；

步骤3、调节光程不相等的待测支路中的光学元件，返回进行步骤2；

步骤4、完成多束脉冲光同步的调节；

其中，m、n均为大于等于2的自然数，且m大于等于n。

上述方法还采用一第三工装镜，置于n个待测支路汇合后的光路中，用于反射发出的测距激光至激光测距仪，以完成n个待测支路光程的测量。

如图2所示，此处以超快光参量产生/放大器为例介绍多束脉冲光同步的调节方法：

激光测距仪：采用激光进行相位式激光测距，在数米距离范围内，测距精度可达0.5mm级；

第一工装镜1和第二工装镜为45度反射镜，用于将激光测距仪的测距激光导入到测试光路中；

第三工装镜为0度反射镜，用于将测距激光反射回激光测距仪进行测距。

具体的同步调节方法如下：

步骤S1、调节第一工装镜和第二工装镜将激光测距仪的测距激光与泵浦光1和2的光路重合；

步骤S2、以透射过分束镜的测距激光作为参考光，依次安装第一反射镜、延时器(第二反射镜和第三反射镜)和双色镜等光学元器件；

步骤S3、调节第一反射镜和双色镜的角度，使双色镜反射的测距激光与经具有光参量产生器(OPG)的光路传播至双色镜后的测距激示光重合；

步骤S4、安装第三工装镜，使测距激光沿原路返回至激光测距仪中；

步骤S5、遮挡泵浦光2的光路，测量泵浦光1传播的光程L₁；

步骤S6、遮挡泵浦光1的光路，测量泵浦光2传播的光程L₂，调节延时器使L₂＝L₁；

步骤S7、拆除第一工装镜、第二工装镜和第三工装镜，完成两束脉冲光同步的调节。

本实施例超快光参量产生/放大器仅为应用示例，对于超短脉冲在不同传播光路中要求时间同步的应用中，本实施例提出的调试方法均可适用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。