一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法与流程

本发明属于固体激光器，具体涉及一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法。

背景技术：

1、随着固体激光器应用领域的迅速发展，人们对泵浦功率的要求不断提高。在追求高泵浦功率的同时，对固体激光器的荧光光斑均匀性进行评估成为了一项重要的指标。荧光光斑均匀性能够直接反映固体激光器泵浦结构及输出光斑的合理性，其高低直接关系到固体激光器内部本振级或放大级光斑质量，最终影响使用效果。因此，设计一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法具有十分重要的现实意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法。

2、为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

3、一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，包括：

4、固体激光器；

5、半导体激光器，用于提供泵浦光至固体激光器的晶体，使激光产生能级跃迁；

6、反射镜；

7、相机式光束分析仪，用于观测整个截面的荧光光斑；

8、成像组件；

9、激光器；

10、处理器，与相机式光束分析仪相连，用于接收来自相机式光束分析仪的荧光光斑信息并进行分析处理；

11、所述激光器、反射镜、固体激光器、成像组件、相机式光束分析仪沿激光传播方向顺序设置。

12、进一步的，所述反射镜采用全镀银反射镜。

13、进一步的，所述成像组件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜的焦距相同，所述第一透镜靠近固体激光器，用于将被探测位置放置在其焦点处，所述第二透镜靠近相机式光束分析仪，用于将fourier平面放置在其焦点处，所述固体激光器的晶体与fourier平面之间形成一定比例的投影关系。

14、进一步的，所述固体激光器的晶体与fourier平面之间形成1：2比例的投影关系。

15、进一步的，所述第一透镜和第二透镜的直径为25.4mm，焦距efl＝200mm，后焦距bfl＝198.15mm。

16、进一步的，所述激光器采用氦氖激光器。

17、本发明公开了一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测方法，采用如上所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，所述方法包括以下步骤：

18、1)将固体激光器、半导体激光器、反射镜、相机式光束分析仪、成像组件、激光器的位置布置好，将相机式光束分析仪与处理器通过电线相连，确保光路的正确；

19、2)激光器射出的激光经过反射镜反射后入射至固体激光器的晶体，半导体激光器提供泵浦光至固体激光器的晶体，使激光产生能级跃迁；

20、3)激光入射至第一透镜和第二透镜后，相机式光束分析仪接收经过第一透镜和第二透镜成像得到的晶体截面荧光光斑并上传至处理器；

21、4)处理器接收相机式光束分析仪传送的晶体截面荧光光斑信息，保存为csv文件，读取荧光光斑强度信息，分析荧光光斑的分布圆度、分布均匀性、分布一致性。

22、进一步的，所述荧光光斑的分布圆度的计算公式为：

23、

24、进一步的，所述荧光光斑的分布均匀性的计算公式为：

25、

26、进一步的，所述荧光光斑的分布一致性的计算公式为：

27、

28、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

29、本发明公开了一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法，该系统包括：固体激光器；半导体激光器，用于提供泵浦光至固体激光器的晶体，使激光产生能级跃迁；反射镜；相机式光束分析仪，用于观测整个截面的荧光光斑；成像组件；激光器；处理器，与相机式光束分析仪相连，用于接收来自相机式光束分析仪的荧光光斑信息并进行分析处理；激光器、反射镜、固体激光器、成像组件、相机式光束分析仪沿激光传播方向顺序设置。本发明提供的固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法中，无需提供固体激光器输出所需的谐振腔，可以直接测试激光头的荧光光斑来直接判断固体激光器荧光光斑属性，由于没有谐振腔，可极大程度上避免直接测试大能量输出光斑可能造成的人身安全；成像组件可移动，有利于获取晶体每一个位置的不同的荧光光斑；本发明能够通过分析荧光光斑的分布圆度、分布均匀性、分布一致性等信息，确定固体激光器是否正常工作、是否存在故障或性能下降的问题，对于激光器的维护和故障排除非常关键，也可以评估激光束的光学质量、高斯性以及波前畸变等参数，对于固体激光器在科学研究、医疗设备、材料加工等领域的应用至关重要，还可以指导激光器的设计和调优，以满足特定应用的需求，同时还可以通过及时检测和监测荧光光斑，提前发现潜在风险，确保激光系统的安全运行。

技术特征：

1.一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，所述反射镜采用全镀银反射镜。

3.根据权利要求1所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，所述成像组件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜的焦距相同，所述第一透镜靠近固体激光器，用于将被探测位置放置在其焦点处，所述第二透镜靠近相机式光束分析仪，用于将fourier平面放置在其焦点处，所述固体激光器的晶体与fourier平面之间形成一定比例的投影关系。

4.根据权利要求3所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，所述固体激光器的晶体与fourier平面之间形成1：2比例的投影关系。

5.根据权利要求3所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，所述第一透镜和第二透镜的直径为25.4mm，焦距efl＝200mm，后焦距bfl＝198.15mm。

6.根据权利要求1所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，其特征在于，所述激光器采用氦氖激光器。

7.一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统，所述方法包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测方法，其特征在于，所述荧光光斑的分布圆度的计算公式为：

9.根据权利要求7所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测方法，其特征在于，所述荧光光斑的分布均匀性的计算公式为：

10.根据权利要求7所述的一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测方法，其特征在于，所述荧光光斑的分布一致性的计算公式为：

技术总结
本发明公开一种固体激光器晶体截面荧光光斑检测系统及方法，该系统包括：固体激光器；半导体激光器；反射镜；相机式光束分析仪；成像组件；激光器；处理器，与相机式光束分析仪相连。本发明可直接测试激光头的荧光光斑来直接判断固体激光器荧光光斑属性，可极大程度上避免直接测试大能量输出光斑可能造成的人身安全；成像组件可移动，利于获取晶体每一个位置不同的荧光光斑；能通过分析荧光光斑的分布圆度、分布均匀性、分布一致性等，确定固体激光器是否正常工作、是否存在故障或性能下降，可评估激光束的光学质量、高斯性及波前畸变等，还可以指导激光器的设计和调优，以满足特定应用的需求，还可以提前发现潜在风险，确保激光系统的安全运行。

技术研发人员：蔡震,潘昊,冯小明
受保护的技术使用者：无锡亮源激光技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16