本發(fā)明涉及高功率激光系統(tǒng)，特別是一種四程放大的高功率激光系統(tǒng)模擬光裝置，用于為光束指向控制提供監(jiān)測光源，在四程放大系統(tǒng)主激光發(fā)射前保持在系統(tǒng)激光光路中且不影響主激光發(fā)射。

背景技術(shù)：

1、在高功率激光系統(tǒng)領(lǐng)域，由于各類振動(dòng)源，例如地震、工業(yè)噪聲、風(fēng)聲、溫度變化等，引起光學(xué)元件振動(dòng)，導(dǎo)致激光光束指向抖動(dòng)，這將嚴(yán)重制約高功率激光實(shí)現(xiàn)精密打靶。為了解決該問題，通常采用光束自動(dòng)準(zhǔn)直來提高光束打靶精度，但是該方法只能解決光束在一定時(shí)間內(nèi)的慢速漂移問題，無法解決高功率激光發(fā)射前短時(shí)間內(nèi)的光束高頻抖動(dòng)(一般頻率不超過100hz)問題。解決光束高頻抖動(dòng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵之一是如何準(zhǔn)確實(shí)時(shí)測量所有光學(xué)元件引起的光束抖動(dòng)情況且不影響主光束發(fā)射。為此，需為高功率激光系統(tǒng)配置在主激光發(fā)射前可有效通過該系統(tǒng)激光鏈路的模擬光裝置。

2、現(xiàn)有的模擬光源一般獨(dú)立于高功率激光，在使用時(shí)一般會(huì)通過運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)移入相關(guān)元器件將模擬光耦合進(jìn)入激光光路、配置準(zhǔn)直成像系統(tǒng)至靜態(tài)小能量調(diào)試狀態(tài)，調(diào)試完畢后再恢復(fù)至高功率激光打靶狀態(tài)。調(diào)試和打靶狀態(tài)切換需要數(shù)十秒時(shí)間，而要解決光束高頻抖動(dòng)測量且不影響主激光發(fā)射，需要兩種狀態(tài)切換時(shí)間小于10毫秒，這無法在現(xiàn)有高功率激光系統(tǒng)和相應(yīng)模擬光配置下實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有高功率激光四程放大系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種四程放大的高功率激光系統(tǒng)光束控制監(jiān)測模擬光裝置，在不影響主激光發(fā)射情況下可一直續(xù)存于激光光路中，通過該模擬光實(shí)時(shí)表征該系統(tǒng)內(nèi)激光鏈路中所有光學(xué)元件引起的光束抖動(dòng)情況。該模擬光裝置僅需對(duì)現(xiàn)有四程放大系統(tǒng)內(nèi)少量的光學(xué)元件進(jìn)行原位替換，即可實(shí)現(xiàn)續(xù)存于系統(tǒng)主激光發(fā)射時(shí)刻之外任意時(shí)間的模擬光，其原理和結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于工程實(shí)現(xiàn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

3、一種四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，包括原有四程放大系統(tǒng)，其特征是在所述的原有四程放大系統(tǒng)的兩塊輸出反射鏡的位置設(shè)置第一雙色鏡和第二雙色鏡，所述的第一雙色鏡和第二雙色鏡對(duì)主激光高反，對(duì)模擬光透過；

4、所述的模擬光注入光束透過所述的第一雙色鏡反向注入后與所述的四程放大系統(tǒng)的光軸同軸耦合，歷經(jīng)所述的四程放大系統(tǒng)后，透過所述的第二雙色鏡成為模擬光輸出光束；

5、所述的模擬光注入光束透過所述的第二雙色鏡正向注入后與所述的四程放大系統(tǒng)的光軸同軸耦合，歷經(jīng)所述的四程放大系統(tǒng)后，透過所述的第一雙色鏡成為模擬光輸出光束。

6、所述的第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡對(duì)所述的模擬光光束高反。

7、所述的電光開關(guān)加電壓時(shí)，主激光透過該電光開關(guān)時(shí)，偏振方向改變90°；所述電光開關(guān)不加電壓時(shí)，不改變主激光或者模擬光的偏振方向。

8、所述的反向模擬光的注入光束的中心波長根據(jù)所述的四程放大系統(tǒng)內(nèi)所述的透反偏振片的特性確定，所述的透反偏振片可透過所述的注入光束。

9、所述的第一雙色鏡和第二雙色鏡的外形尺寸與所述的四程放大系統(tǒng)(3)中該位置的原有兩反射鏡的外形尺寸一致。

10、本發(fā)明的技術(shù)效果如下：

11、針對(duì)四程放大高功率激光系統(tǒng)，本發(fā)明四程放大系統(tǒng)模擬光裝置可以在不影響主激光發(fā)射情況下一直續(xù)存于光路中，通過該模擬光可實(shí)現(xiàn)持續(xù)、實(shí)時(shí)地表征該系統(tǒng)內(nèi)激光鏈路中所有光學(xué)元件引起的光束抖動(dòng)情況。該裝置模擬光有正向和反正注入兩種方式可實(shí)現(xiàn)在不同位置處的整個(gè)激光鏈路光束抖動(dòng)的監(jiān)測，可適應(yīng)不同裝置特點(diǎn)靈活設(shè)置。

技術(shù)特征：

1.一種四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，包括四程放大系統(tǒng)(3)，其特征是在所述的四程放大系統(tǒng)(3)的兩塊輸出反射鏡的位置分別設(shè)置第一雙色鏡(2)和第二雙色鏡(4)，所述的第一雙色鏡(2)和第二雙色鏡(4)對(duì)主激光具有高反射率，對(duì)模擬光具有高透過率；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于，所述四程放大系統(tǒng)包括電光開關(guān)、透反偏振片、傳輸空間濾波器、腔空間濾波器、多個(gè)反射鏡、助推放大器和腔放大器，其中，所述的電光開關(guān)(301)加電壓時(shí)，主激光透過該電光開關(guān)(301)時(shí)，偏振方向改變90°；所述電光開關(guān)(301)不加電壓時(shí)，不改變主激光或者模擬光的偏振方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于，所述多個(gè)反射鏡對(duì)所述的模擬光具有高反射率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于所述的模擬光注入光束(1)的中心波長根據(jù)所述的四程放大系統(tǒng)(3)內(nèi)所述的透反偏振片(302)的特性確定，以確保所述的模擬光注入光束(1)在該透反偏振片(302)上的透過效率。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于所述的第一雙色鏡(2)和第二雙色鏡(4)的外形尺寸與所述的四程放大系統(tǒng)(3)中對(duì)應(yīng)位置的原有兩反射鏡的外形尺寸一致。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于，所述模擬光注入光束(1)的光譜寬度被控制在較小范圍內(nèi)，以確保在整個(gè)光譜范圍內(nèi)具有較好的總體透過率。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，其特征在于，通過調(diào)整所述模擬光注入光束(1)的功率和透反偏振片的特性，使得模擬光在電光開關(guān)不加電壓時(shí)的透過率遠(yuǎn)高于主激光的透過率，以實(shí)現(xiàn)高效的光束監(jiān)控。

技術(shù)總結(jié)
一種四程放大系統(tǒng)光束監(jiān)控的模擬光裝置，包括四程放大系統(tǒng)，在四程放大系統(tǒng)的兩塊輸出反射鏡的位置分別設(shè)置第一雙色鏡和第二雙色鏡，所述的第一雙色鏡和第二雙色鏡對(duì)主激光高反，對(duì)模擬光透過；本發(fā)明四程放大系統(tǒng)模擬光裝置可以在不影響主激光發(fā)射情況下一直續(xù)存于光路中，通過該模擬光可實(shí)現(xiàn)持續(xù)、實(shí)時(shí)地表征該系統(tǒng)內(nèi)激光鏈路中所有光學(xué)元件引起的光束抖動(dòng)情況。該裝置模擬光有正向和反正注入兩種方式可實(shí)現(xiàn)在不同位置處的整個(gè)激光鏈路光束抖動(dòng)的監(jiān)測，可適應(yīng)不同裝置特點(diǎn)靈活設(shè)置。

技術(shù)研發(fā)人員：郭亞晶,唐順興,姜秀青,范龍華,宗楠,朱寶強(qiáng),朱健強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23