一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110095843 A(43)申请公布日 2019.08.06

(21)申请号 201810086712.8(22)申请日 2018.01.30

(71)申请人 上海以众科技有限公司

地址 201807 上海市嘉定区工业区汇源路

55号8幢3层J793室(72)发明人 尤科伟　唐顺兴　

(74)专利代理机构 上海容慧专利代理事务所

(普通合伙) 31287

代理人 于晓菁(51)Int.Cl.

G02B 6/42(2006.01)G02B 27/28(2006.01)G02B 7/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统

(57)摘要

本发明涉及一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统，模拟光光源包括激光器、扩束准直器、衰减及控制器、光束控制引导器和光束耦合器，光束控制引导器包括同光轴依次设置的多级分光控制模块和反射镜，激光器发射出的光束依次经过扩束准直器、衰减及控制器、多级分光控制模块中的至少一级分光控制模块后进入光束耦合器，或者激光器发射出的光束依次经过扩束准直器、衰减及控制器、多级分光控制模块中的至少一级分光控制模块和反射镜后进入光束耦合器。本发明在模拟光光源实现中，完全摈弃了“分光”的工作方式，采用“多路复用”的工作方式，只需要一台Pmw的激光器就可以提供N路光束使用，从而节约了造价成本。

CN 110095843 ACN 110095843 A

权　利　要　求　书

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1.一种高功率激光系统模拟光光源，其特征在于，包括激光器、扩束准直器、衰减及控制器、光束控制引导器和光束耦合器，所述光束控制引导器包括同光轴依次设置的多级分光控制模块和反射镜，所述激光器发射出的光束依次经过所述扩束准直器、所述衰减及控制器、多级所述分光控制模块中的至少一级分光控制模块后进入所述光束耦合器，或者所述激光器发射出的光束依次经过所述扩束准直器、所述衰减及控制器、多级所述分光控制模块中的至少一级分光控制模块和所述反射镜后进入所述光束耦合器。

2.根据权利要求1所述高功率激光系统模拟光光源，其特征在于，所述分光控制模块为偏振分光棱镜。

3.根据权利要求1所述高功率激光系统模拟光光源，其特征在于，所述分光控制模块包括同光轴设置的半波片和偏振分光棱镜，所述半波片前置于所述偏振分光棱镜，所述半波片的主截面与水平方向呈45°夹角。

4.根据权利要求2或3所述高功率激光系统模拟光光源，其特征在于，所述激光器为重频、连续或准连续工作的固体激光器或者光纤激光器。

5.根据权利要求3所述高功率激光系统模拟光光源，其特征在于，还包括半波片移动机构，用于控制所述半波片的移入移出。

6.一种激光系统，其特征在于，包括如权利要求1至5中任意一项所述的高功率激光系统模拟光光源。

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说　明　书

一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统

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技术领域

[0001]本发明涉及一种高功率激光系统，尤其涉及一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统。

背景技术

[0002]在高功率激光系统中，特别是大规模激光系统中，模拟光用于表征激光系统的光束传播空间位置和指向，特别是用于在高功率激光装置在发射激光前光路自动准直、瞄靶定位及系统中光学元件的一般安装调试。现有的高功率激光系统的模拟光技术方案一般采用远场点注入方式，即通过光纤传输耦合的方式，将模拟光光源输出的激光传输到空间滤波器输出透镜的焦面并形成一个汇聚的点。比如在中国专利CN102608771A公开的技术方案中，其涉及一种高功率激光系统用模拟光点光源，特点在于其构成包括光源光纤、耦合透镜、镜筒，所述的光源光纤通过一个与所述的镜筒一端的中轴螺孔相匹配的精细螺钉安装在所述的镜筒的一端，所述的耦合透镜安装在所述的镜筒的另一端，所述的光源光纤、耦合透镜和镜筒同光轴，所述的光源光纤的输出端面位于所述的耦合透镜的焦平面，所述的镜筒固定在底座上。

[0003]由于光学材料在紫外激光辐照下容易损伤，且一般的光学材料对紫外光的损耗较高，因此一般采用空间分束然后再耦合进入光纤的方式实现紫外模拟光源。在分束过程中，现在的模拟光源一般采用将激光器输出的激光分束为目标数目的光束路数并耦合进入光纤的方式。该方法的缺点是，对激光器的输出功率要求随着高功率激光系统激光路数的增加而增加，例如，激光系统有N路，每路需求模拟光源功率(或能量)为Pmw，那么总的功率需求为N*Pmw。受限于单台模拟光激光器的输出能力限制，单台模拟光无法满足未来大规模高功率激光系统的需求，不仅如此，由于造价成本高，很大程度上约束了应用范围。发明内容

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种高功率激光系统模拟光光源及激光系统，以解决现有技术中的不足。[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：[0006]一方面，提供一种高功率激光系统模拟光光源，包括激光器、扩束准直器、衰减及控制器、光束控制引导器和光束耦合器，所述光束控制引导器包括同光轴依次设置的多级分光控制模块和反射镜，所述激光器发射出的光束依次经过所述扩束准直器、所述衰减及控制器、多级所述分光控制模块中的至少一级分光控制模块后进入所述光束耦合器，或者所述激光器发射出的光束依次经过所述扩束准直器、所述衰减及控制器、多级所述分光控制模块中的至少一级分光控制模块和所述反射镜后进入所述光束耦合器。[0007]作为优选方案，所述分光控制模块为偏振分光棱镜。

[0008]作为优选方案,所述分光控制模块包括同光轴设置的半波片和偏振分光棱镜，所述半波片前置于所述偏振分光棱镜，所述半波片的主截面与水平方向呈45°夹角。

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说　明　书

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作为优选方案，所述激光器为重频、连续或准连续工作的固体激光器或者光纤激

光器。

作为优选方案，还包括半波片移动机构，用于控制所述半波片的移入移出。

[0011]另一方面，提供一种激光系统，包括如上述任意一项所述的高功率激光系统模拟光光源。

[0012]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0013]在模拟光光源实现中，完全摈弃了“分光”的工作方式，采用“多路复用”的工作方式，在本发明高功率激光系统需求中，只需要一台Pmw的激光器就可以提供N路光束使用，从而节约了造价成本。

附图说明

[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0015]图1是本发明高功率激光系统模拟光光源的结构示意图。[0016]图中：1、激光器；2、扩束准直器；3、衰减及控制器；4、半波片；5、偏振分光棱镜；6、光束耦合器；7、反射镜具体实施方式

[0017]为详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图详细予以说明。

[0018]如图1所示，本发明高功率激光系统模拟光光源包括激光器1、扩束准直器2、衰减及控制器3、光束控制引导器和光束耦合器6，光束控制引导器包括同光轴依次设置的多级分光控制模块和反射镜7，激光器1发射出的光束依次经过扩束准直器2、衰减及控制器3、多级分光控制模块中的至少一级分光控制模块后进入光束耦合器6，或者激光器1发射出的光束依次经过扩束准直器2、衰减及控制器3、多级分光控制模块中的至少一级分光控制模块和反射镜7后进入光束耦合器6。激光器1采用重频、连续或准连续工作的固体激光器或者光纤激光器。

[0019]激光器1输出激光经扩束准直器2准直为平行光束，经过衰减及控制器3控制透过光的功率大小，然后经过由若干半波片4、偏振分光棱镜5和反射镜7组成的光束控制引导器，将激光束引导到目标耦合透镜(光束耦合器6)上去，最后经耦合透镜将光束耦合进入光纤。

[0020]以通常采用的准连续固体激光器为例，介绍本“多路复用”模拟光的实现过程：光束输出光为水平偏振光(对分光棱镜而言为P偏振光)，衰减及控制器3控制光束的输出功率以及通/断状态，但是不改变透过光束的偏振状态，通过该模块控制目标耦合透镜最终能够获得光束的功率。

[0021]在一种优选实施方式中，分光控制模块由半波片4和偏振分光棱镜5组成，半波片4前置于偏振分光棱镜5，其中半波片4主截面与水平方向程45°夹角，光束经过它之后，偏振

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[0010]

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说　明　书

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方向旋转90°，即，P光入射，S光出射，或者S光入射，P光出射。偏振分光棱镜5的特点是在分光面上将不同偏振态入射的光束进行分离。一般是P光入射，光束将完全透过偏振分光棱镜5，沿入射光方向传播；S光入射时光束将被分光面全部反射，光束将不能按原方向传播，一般设计为反射90°传播。

[0022]在另一种优选实施方式中，分光控制模块为偏振分光棱镜5，即半波片4在光路之外，那么光束将以P偏振光入射偏振分光棱镜5，所有的激光能量将透过偏振分光棱镜5，进入下一级分光控制模块；如果如前述实施方式中的半波片4位于光路之中，经过半波片4后，光束偏振方向将旋转90°，变为S偏振光入射到偏振分光棱镜5上。偏振分光棱镜5将所有光束能量反射，进入耦合透镜(光束耦合器6)。[0023]在进一步的优选方案中，本模拟光光源还包括半波片移动机构，用于控制半波片的移入移出，半波片移动机构包括机械电子及控制结构，可以理解的是，本半波片移动机构的构造为本领域技术人员根据行业经验实现，在此不做赘述。若干光束控制模块以及反射按一定方式排布，与半波片移动机构共同构成任意目标路数的分光控制模块。扩束并经过一定衰减的光束经过分光控制模块，根据需要进行选择，将光束引导到目标耦合透镜(光束耦合器6)上去，最后经耦合透镜将光束耦合进入光纤，为装置提供模拟光源。[0024]本发明还提供一种激光系统，包括上述高功率激光系统模拟光光源。[0025]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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说　明　书　附　图

图1

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