用于激光能量控制的系统及方法与流程

本发明属于激光技术领域，具体地说涉及一种用于激光能量控制的系统和方法。

背景技术：

目前，在固体激光装置注入能量控制方面经常采用的方式是通过调节1/2波片的角度匹配偏振片的方式实现。实验中发现，当预放输出能量较小时，监测微能量卡计无法响应，只能通过经验调预放能量调节波片，调整到目标能量点所需要的预发射次数相比大能量输出的发次明显增加，控制相对比较困难。实验中还发现即使能量调整到位，输出近场也会出现明显条纹。

因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种用于激光能量控制的系统和方法，该系统能保证了输出能量的精确度且能维持好近场的光束质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于激光能量控制的系统，包括：

沿激光光路依次排布的第一控制模块、反射镜、能量卡计、放大器和第二控制模块；

所述第一控制模块用于将激光能量进行第一次调整，得到第一光束；

所述反射镜用于将所述第一光束分束，得到第一反射光束和第二反射光束；

所述能量卡计用于接收所述第一反射光束，对所述第一反射光束的能量进行记录，得到第一功率；

所述放大器用于提升所述第二反射光束的能量，得到第一放大光束；

所述第二控制模块用于根据所述第一功率将所述第一放大光束进行第二次调整，得到目标能量的激光光束。

优选的，所述第一控制模块和所述第二控制模块均包括：依次排布的波片和偏振片。

优选的，所述放大器为钕玻璃放大器，包括：钕玻璃和泵浦光源，所述泵浦光源为泵浦用氙灯，第一放大器和第二放大器。

优选的，所述激光能量控制系统还包括：吸收体，用于吸收第一控制模块，和/或，第二控制模块产生的杂散光。

优选的，所述激光能量控制系统还包括：ccd，用于采集激光近场图像。

优选的，一种用于激光能量控制的方法，包括：

对激光光束进行第一次能量调整，得到第一光束；

对所述第一光束进行取样，得到所述第一光束的能量，所述激光光束能量的5％～100％。；

对所述第一光束进行放大，得到第一放大光束及其能量；

根据所述第一光束的能量对所述第一放大光束进行第二次能量调整，得到目标能量的激光光束。

优选的，进行第二次能量调整后的光束的能量为所述第一放大光束能量的5％～100％。

有益效果：

本发明结构简单，易于实现，扩大了能量控制范围，提高了能量控制精度，能进行微能量监测，对大型高功率固体激光装置注入能量的控制方面应用广泛，适合推广。

附图说明

图1是本发明具体实施例中用于激光能量控制的系统光路图；

图2是本发明具体实施例中用于激光能量控制的系统进场输出效果图。

附图中：1第一波片，2第一偏振片，3第一反射镜，4微能量卡计，5第二反射镜，6第一放大器，7第二放大器，8第二波片，9第二偏振片，10第三反射镜，11近场监测ccd，12第一吸收体，13第二吸收体。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于

本技术：
中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

以下为本发明具体实施例：

如图1所示为本发明提供一种用于激光能量控制的系统，按照光路依次包括第一控制模块，第一反射镜3，微能量卡计4，第二反射镜5，第一放大器6，第二放大器7，第二控制模块，第三反射镜10，近场监测ccd11。

具体的，所述第一控制模块包括第一波片1与第一偏振片2。

具体的，所述第一反射镜3为90％激光反射，10％激光透射反射镜。

具体的，所述微能量卡计4检测范围在0.45uj以上。

具体的，所述第二反射镜5为全反射反射镜。

具体的，所述第一放大器6为的钕玻璃氙灯放大器。

具体的，所述第二放大器7为的钕玻璃氙灯放大器。

具体的，所述第二控制模块包括第二波片8与第二偏振片9。

具体的，所述第三反射镜10为90％激光反射，10％激光透射反射镜。

具体的，所述近场监测ccd11为科学ccd。

具体的，本实施例所述激光能量控制系统还包括用于吸收第一控制模块产生的杂光的材质为针对吸收1053激光zwb的吸收玻璃的第一吸收体12和与第一吸收体同材质的用于吸收第二控制模块产生的杂光的第二吸收体13。

本实施例具体控制方法如下：

激光光束经过第一控制模块进行第一次能量控制，取样得到第一光束能量，为原激光光束能量的5％到100％；

通过第一反射镜3，将10％的激光能量输入到能量卡计内，记作w，剩余90％的能量通多第一反射镜3与第二反射镜5的反射，依次穿过第一放大器6与第二放大器7的中心位置，两个放大器能够实现多种放大倍数组合，优化所需要的放大倍数，达到最优放大效果，将放大增益倍数记为p；

当激光通过两个放大器后，系统输出能量提升至焦耳量级，此时激光能量为9*w*p；

放大之后的能量光束通过第二控制模块进行第二次能量控制，其控制范围不超过5％-100％，最终在经过第三反射镜10反射后，输出所需要的激光能量，同时经过第三反射镜10透射后，在近场检测ccd11上形成激光输出近场图进行检测，正常状态下激光输出近场图如图2所示，异常状态下激光输出近场图上有斜向条纹，从而达到实时监测的目的。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

技术特征：

1.一种用于激光能量控制的系统，其特征在于，包括：

沿激光光路依次排布的第一控制模块、反射镜、能量卡计、放大器和第二控制模块；

所述第一控制模块用于将激光能量进行第一次调整，得到第一光束；

所述反射镜用于将所述第一光束分束，得到第一反射光束和第二反射光束；

所述能量卡计用于接收所述第一反射光束，对所述第一反射光束的能量进行记录，得到第一功率；

所述放大器用于提升所述第二反射光束的能量，得到第一放大光束；

所述第二控制模块用于根据所述第一功率将所述第一放大光束进行第二次调整，得到目标能量的激光光束。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一控制模块和所述第二控制模块均包括：依次排布的波片和偏振片。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放大器为钕玻璃放大器，包括：钕玻璃和泵浦光源。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述泵浦光源为泵浦用氙灯。

5.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述放大器包括：第一放大器和第二放大器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：吸收体，用于吸收第一控制模块，和/或，第二控制模块产生的杂散光。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：ccd，用于采集激光近场图像。

8.一种用于激光能量控制的方法，其特征在于，包括：

对激光光束进行第一次能量调整，得到第一光束；

对所述第一光束进行取样，得到所述第一光束的能量；

对所述第一光束进行放大，得到第一放大光束及其能量；

根据所述第一光束的能量对所述第一放大光束进行第二次能量调整，得到目标能量的激光光束。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一光束的能量为所述激光光束能量的5％～100％。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进行第二次能量调整后的光束的能量为所述第一放大光束能量的5％～100％。

技术总结
本发明公开一种用于激光能量控制的系统及方法，包括：沿激光光路依次排布的第一控制模块、反射镜、能量卡计、放大器和第二控制模块；所述第一控制模块用于将激光能量进行第一次调整，得到第一光束；所述反射镜用于将所述第一光束分束，得到第一反射光束和第二反射光束；所述能量卡计用于接收所述第一反射光束，对所述第一反射光束的能量进行记录，得到第一功率；所述放大器用于提升所述第二反射光束的能量，得到第一放大光束；所述第二控制模块用于根据所述第一功率将所述第一放大光束进行第二次调整，得到目标能量的激光光束，本系统结构简单，易于实现，扩大了控制范围，提高了控制精度，对大型高功率固体激光装置注入能量的控制方面应用广泛。

技术研发人员：李森;宗兆玉;李志军;赵军普;梁樾;代万俊;张君;薛峤;张晓璐;龙蛟;吴振海;熊迁
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院激光聚变研究中心
技术研发日：2020.03.18
技术公布日：2020.06.30