相干合束装置的制作方法

本申请涉及激光合束，具体涉及一种相干合束装置。

背景技术：

1、激光相干合成技术是现代激光技术领域的热点和难题，对设计方案和实验装置的要求很高，光束抖动和相位偏差都会严重影响合束效果，在进行两束光相干合束时，对两束光夹角及质心重合精度要求很高，必须同时满足质心和夹角的要求，在光路调节方面存在较大困难。通过手动调节反射镜无法实现两束光的高度重合，合束效果不理想。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种相干合束装置，可以同时对合束光的指向和位置进行检测，并根据指向和位置检测信息对光路进行实时调节，提高合束效果。

2、本申请实施例提供一种相干合束装置，包括

3、多光束产生组件、光束合成组件和设置于多光束产生组件与光束合成组件间的调节组件，

4、多光束产生组件用于产生至少两束光，

5、调节组件用于调节多光束产生组件产生的至少两束光的指向和位置，

6、光束合成组件用于将经过调节组件调节的至少两束光合成一束合束光，

7、相干合束装置还包括

8、检测组件和控制器，

9、检测组件用于检测由光束合成组件出射的合束光的指向和位置，

10、控制器用于接收检测组件输出的指向和位置信息，并根据接收的指向和位置信息向所述调节组件输出新的调节参数，所述调节组件根据接收的新的调节参数调节所述多光束产生组件产生的至少两束光的指向和位置，以提高合束光的重合度。

11、根据本申请前述实施方式，检测组件包括第一分光元件、位置检测单元和指向检测单元，

12、第一分光元件用于将合束光分离为引导至位置检测单元的第一光束和引导至指向检测单元的第二光束，

13、位置检测单元用于检测第一光束的位置，

14、指向检测单元用于检测第二光束的指向。

15、根据本申请面前述任一实施方式，位置检测单元包括沿着光路方向设置的第一衰减片和第一探测器，第一探测器与控制器可通讯地连接，第一探测器用于检测第一光束的光斑是否重合。

16、根据本申请面前述任一实施方式，指向检测单元包括沿着光路方向设置的第二衰减片、聚焦透镜和第二探测器，第二探测器与控制器可通讯地连接，第二探测器用于检测第二光束的光斑是否重合。

17、根据本申请面前述任一实施方式，多光束产生组件包括用于发出激光的激光器、沿着激光器出射光路方向设置的第一二分之一波片、基于sagnac干涉系统的分束结构和第二二分之一波片，其中第二二分之一波片用于将基于sagnac干涉系统的分束结构出射的s光转换为p光。

18、根据本申请面前述任一实施方式，光束合成组件包括沿着光路方向设置的第三二分之一波片和基于sagnac干涉系统的合束结构，其中，第三二分之一波片用于将从调节组件出射的由s光转换的p光重新转换为s光。

19、根据本申请面前述任一实施方式，调节组件包括空间光调制器和具有第一反射面和第二反射面的棱镜，棱镜的第一反射面用于将多光束产生组件出射的至少两束光引导至空间光调制器，棱镜的第二反射面用于将从空间光调制器出射的至少两束光引导至光束合成组件；或

20、调节组件包括空间光调制器和用于将多光束产生组件出射的至少两束光引导至空间光调制器的第一反射镜和用于将从空间光调制器出射的至少两束光引导至光束合成组件的第二反射镜。

21、根据本申请面前述任一实施方式，还包括第二分光元件和光束稳定组件，

22、第二分光元件用于将合束光分离为引导至检测组件的第三光束和引导至光束稳定组件的第四光束，

23、光束稳定组件包括沿着光路方向设置的第三衰减片、第一可调反射镜和第三探测器，第三探测器与控制器可通讯地连接，第三探测器用于检测第四光束的指向偏差和位置偏差，

24、光束稳定组件还包括第二可调反射镜，第二可调反射镜位于激光器与第一二分之一波片之间的光路上，

25、第一可调反射镜与第二可调反射镜均与控制器可通讯地连接。

26、根据本申请面前述任一实施方式，第一可调反射镜与第二可调反射镜均为压电反射镜。

27、根据本申请面前述任一实施方式，多光束产生组件还包括设置在激光器与第一二分之一波片之间的光路上的变倍扩束器。

28、根据本申请面前述任一实施方式，调节组件还用于调节多光束产生组件产生的至少两束光的偏振态。

29、本申请实施例的相干合束装置可同时检测合束光的指向和位置，保证检测到合束光光斑的重合时，是由至少两束光的光轴重合带来的效果。本申请实施例的相干合束装置还可以根据指向和位置信息，改变调节参数，实现对多光束产生组件产生的至少两束光的实时精调，提高调节效率，快速提高合束精度。

技术特征：

1.一种相干合束装置，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的相干合束装置，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的相干合束装置，其特征在于：所述位置检测单元包括沿着光路方向设置的第一衰减片和第一探测器，所述第一探测器与所述控制器可通讯地连接，所述第一探测器用于检测第一光束的光斑是否重合。

4.根据权利要求2所述的相干合束装置，其特征在于：所述指向检测单元包括沿着光路方向设置的第二衰减片、聚焦透镜和第二探测器，所述第二探测器与所述控制器可通讯地连接，所述第二探测器用于检测第二光束的聚焦光斑是否重合。

5.根据权利要求1所述的相干合束装置，其特征在于：所述多光束产生组件包括用于发出激光的激光器、沿着所述激光器出射光路方向设置的第一二分之一波片、基于sagnac干涉系统的分束结构和第二二分之一波片，其中第二二分之一波片用于将基于sagnac干涉系统的分束结构出射的s光转换为p光。

6.根据权利要求1所述的相干合束装置，其特征在于：所述光束合成组件包括沿着光路方向设置的第三二分之一波片和基于sagnac干涉系统的合束结构，其中，第三二分之一波片用于将从调节组件出射的由s光转换的p光重新转换为s光。

7.根据权利要求1所述的相干合束装置，其特征在于：所述调节组件包括空间光调制器和具有第一反射面和第二反射面的棱镜，所述棱镜的第一反射面用于将所述多光束产生组件出射的至少两束光引导至所述空间光调制器，所述棱镜的第二反射面用于将从所述空间光调制器出射的至少两束光引导至所述光束合成组件；或

8.根据权利要求5所述的相干合束装置，其特征在于：还包括第二分光元件和光束稳定组件，

9.根据权利要求8所述的相干合束装置，其特征在于：所述第一可调反射镜与所述第二可调反射镜均为压电反射镜。

10.根据权利要求5所述的相干合束装置，其特征在于：所述多光束产生组件还包括设置在所述激光器与所述第一二分之一波片之间的光路上的变倍扩束器。

11.根据权利要求1所述的相干合束装置，其特征在于：所述调节组件还用于调节所述多光束产生组件产生的至少两束光的偏振态。

技术总结
本申请涉及激光合束技术领域，具体涉及一种相干合束装置。该装置包括：多光束产生组件，用于产生至少两束光；调节组件，用于调节光束的指向和位置；光束合成组件，用于将经过调节的至少两束光合成一束合束光；调节组件设置于多光束产生组件与光束合成组件间；该装置还包括检测组件和控制器，检测组件用于检测合束光的指向和位置，控制器用于接收检测组件输出的指向和位置信息，根据接收的指向和位置信息生成新的调节参数传输给调节组件，调节组件用于根据接收调节参数调节光束的指向和位置，以提高合束光的重合度。该装置可同时检测合束光的指向和位置，还可以根据指向和位置信息，对光束进行实时精调，快速提高合束精度。

技术研发人员：罗先刚,张飞,李兰婷,刘永健,蒲明博
受保护的技术使用者：天府兴隆湖实验室
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/1/14