提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法

摘要

本发明涉及一种提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法，其中装置包括多路平行放置具有同一中轴线的灯泵激光放大器、放置于多路灯泵激光放大器的中轴线上且可绕其中心360°自转的第一反射镜以及可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜360°公转的第二反射镜。本发明通过第一反射镜的自转以及第二反射镜绕第一反射镜的公转，使入射光依次经过第一反射镜以及第二反射镜进入相应的灯泵激光放大器工作，替代传统方法中依次旋转各路灯泵激光放大器至工作位置的方式，从而使得机械结构简单，调整光路方便可靠，而且还可提高激光的远场指向性，满足了大型复杂激光放大器中要求灯泵激光放大器工作间隔比较短的情形。

权利要求

1.一种提高灯泵激光放大器工作频率的装置，包括具有同一中轴线的多路平行放置的灯泵激光放大器，其特征在于，还包括：设置在所述多路灯泵激光放大器的中轴线上的第一反射镜，且所述第一反射镜可

360°自转；

设置在所述多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上的第二反射镜，且所述第二反射镜可沿所述圆周绕第一反射镜360°公转；

间隔预定时间，第一反射镜自转预定角度，第二反射镜绕第一反射镜公转预定角度后停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心，入射光依次经过第一、第二反射镜入射至该路灯泵激光放大器，其中，所述预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间；

在所述多路灯泵激光放大器工作时，第一反射镜的反射面与第二反射镜的反射面始终保持相对；

所述装置还包括设置在多路灯泵激光放大器的中轴线上的第一固定架，所述第一反射镜通过所述第一固定架绕所述第一反射镜中心自转；

所述装置还包括可旋转的第二固定架；所述第二反射镜设置在第二固定架上，且所述第二反射镜沿所述多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜公转；

所述预定角度为相邻两个灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角，所述中轴面为灯泵激光放大器的中心线与中轴线形成的平面。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灯泵激光放大器为四路；所述预定角度为90°。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预定时间为5分钟。

4.根据根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二反射镜中心与第一反射镜的中心的距离等于多路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

5.一种利用权利要求1所述的装置来提高灯泵激光放大器工作频率的方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一反射镜固定于第一固定架上，使第一反射镜中心处于多路灯泵激光放大器的中轴线上；将第二反射镜固定于第二固定架上，使第二反射镜可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜360°公转；

在多路灯泵激光放大器的工作时间内，每间隔预定时间，第一反射镜自转预定角度，第二反射镜绕第一反射镜公转所述预定角度，依次停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心；所述预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间；

当第二反射镜停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心时，入射光依次经过第一、第二反射镜入射至该路灯泵激光放大器，使该路灯泵激光放大器工作一次；

当第二反射镜走完所有灯泵激光放大器玻璃棒中心时，多路灯泵激光放大器的工作时间结束，多路灯泵激光放大器完成一次工作过程。

6.根据权利要求5所述的提高灯泵激光放大器工作频率的方法，其特征在于，所述预定角度为相邻两个灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角。

说明书

提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种大型复杂激光放大器中要求灯泵激光放大器工作间隔比较短的情况下提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法。

背景技术

[0002] 由于灯泵激光放大器不能在重频下工作，即工作一次后，需等待一定时间才能再工作一次，其工作频率较小。因此需要提高灯泵激光放大器工作频率，通常提高灯泵激光放大器工作频率的一种方法是组合多个灯泵激光放大器轮流使用。例如，若单个灯泵激光放-1大器的工作频率为1/20min ，即每工作一次需等待20分钟，通过组合4个灯泵激光放大器-1
使其按顺序依次处于工作状态，则工作频率提高1/5min ，只需等待5分钟便可以使灯泵激光放大器工作一次。传统方法为：以转轮式放置4个灯泵激光放大器(如图1所示)，每隔
5分钟依次将各个灯泵激光放大器放置于工作位置。由于灯泵激光放大器体积大、质量重，而且为了配合实际使用频率的需要，传统方法需要复杂的机械设计和笨重的转轮式装置，其整体装置所占空间大，而且成本高，不利于操作。

发明内容

[0003] 本发明的主要内容在于提供一种结构简单、成本低的提高灯泵激光放大器工作频率的装置，以及对应该装置的方法。

[0004] 为了达到上述目的，本发明提出一种提高灯泵激光放大器工作频率的装置，包括具有同一中轴线的多路平行放置的灯泵激光放大器，还包括：设置在所述多路灯泵激光放大器的中轴线上的第一反射镜，且所述第一反射镜可360°自转；设置在所述多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上的第二反射镜，且所述第二反射镜可沿所述圆周绕第一反射镜360°公转；间隔预定时间，第一反射镜自转预定角度，第二反射镜绕第一反射镜公转预定角度后停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心，入射光依次经过第一、第二反射镜入射至该路灯泵激光放大器。优选地，所述预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间。

[0005] 优选地，在所述多路灯泵激光放大器工作时，第一反射镜的反射面与第二反射镜的反射面始终保持相对。

[0006] 优选地，还包括设置在多路灯泵激光放大器的中轴线上的第一固定架，所述第一反射镜通过所述第一固定架绕所述第一反射镜中心自转。优选地，还包括可旋转的第二固定架；所述第二反射镜设置在第二固定架上，且所述第二反射镜沿所述多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜公转。

[0007] 优选地，所述预定角度为相邻两个灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角。

[0008] 优选地，所述灯泵激光放大器为四路；所述预定角度为90°。

[0009] 优选地，所述预定时间为5分钟。

[0010] 优选地，所述第二反射镜中心与第一反射镜的中心的距离等于多路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

[0011] 本发明还提出一种提高灯泵激光放大器工作频率的方法，包括以下步骤：

[0012] 将第一反射镜固定于第一固定架上，使第一反射镜中心处于多路灯泵激光放大器的中轴线上；将第二反射镜固定于第二固定架上，使第二反射镜可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜360°公转；

[0013] 在多路灯泵激光放大器的工作时间内，每间隔预定时间，第一反射镜自转预定角度，第二反射镜绕第一反射镜公转所述预定角度，依次停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心；所述预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间；

[0014] 当第二反射镜停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心时，入射光依次经过第一、第二反射镜入射至该路灯泵激光放大器，使该路灯泵激光放大器工作一次；

[0015] 当第二反射镜走完所有灯泵激光放大器玻璃棒中心时，多路灯泵激光放大器的工作时间结束，多路灯泵激光放大器完成一次工作过程。

[0016] 优选地，所述预定角度为相邻两个灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角。

[0017] 本发明提出的一种提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法，通过第一反射镜的自转以及第二反射镜绕第一反射镜的公转，使入射光依次经过第一反射镜以及第二反射镜进入相应的灯泵激光放大器工作，替代传统方法中依次旋转各路灯泵激光放大器至工作位置的方式，从而使得机械结构简单，调整光路方便可靠，而且还可提高激光的远场指向性，满足了大型复杂激光放大器中要求灯泵激光放大器工作间隔比较短的情形。

[0018] 为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述。

附图说明

[0019] 图1是现有技术中四路灯泵激光放大器的结构示意图。

[0020] 图2是本发明提高灯泵激光放大器工作频率的装置一实施例结构示意图。

[0021] 图3是上述实施例中第一反射镜自转与第二反射镜公转示意图。

[0022] 图4a是图2中A路灯泵激光放大器工作时的光路示意图。

[0023] 图4b是图2中B路灯泵激光放大器工作时的光路示意图。

[0024] 图4c是图2中C路灯泵激光放大器工作时的光路示意图。

[0025] 图4d是图2中D路灯泵激光放大器工作时的光路示意图。

[0026] 图5是本发明提高灯泵激光放大器工作频率的方法流程图。

具体实施方式

[0027] 如图2、图3所示，本发明一实施例提出一种提高灯泵激光放大器工作频率的装置，包括多路平行放置的灯泵激光放大器、第一反射镜M0以及第二反射镜M1，其中：第一反射镜M0，设置在多路灯泵激光放大器的中轴线上，且可绕其中心360°自转；第二反射镜M1，设置在多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上，其中心与第一反射镜M0的中心的距离等于多路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离，且第二反射镜M1可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0360°公转；每间隔预定时间，第一反射镜M0自转预定角度，第二反射镜M1绕第一反射镜M0公转预定角度后停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心，使入射光依次经过第一、第二反射镜M0、M1入射至该路灯泵激光放大器，使该路灯泵激光放大器工作一次。

[0028] 其中，预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间。上述预定角度为相邻两路灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角，灯泵激光放大器的中轴面指的是灯泵激光放大器的中心线与中轴线形成的平面。

[0029] 本实施例中以四路灯泵激光放大器为例进行说明。

[0030] 具体地，如图2所示，是本发明提高灯泵激光放大器工作频率的装置一实施例结构示意图，该装置包括：

[0031] 四路平行放置的灯泵激光放大器，分别为灯泵激光放大器A、灯泵激光放大器B、灯泵激光放大器C、灯泵激光放大器D，该四路灯泵激光放大器具有同一中轴线；

[0032] 第一反射镜M0，设置在多路灯泵激光放大器的中轴线上的固定位置，且可绕其中心360°自转；

[0033] 第二反射镜M1，设置在多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上，其中心与第一反射镜M0的中心的距离等于多路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离，且第二反射镜M1可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0360°公转。

[0034] 上述第一反射镜M0及第二反射镜M1可以通过相应的固定架来固定。

[0035] 具体地，可以在四路灯泵激光放大器的中轴线上设置有第一固定架(图中未示出)，第一反射镜M0通过该第一固定架绕其中心自转；同时设置可绕中轴线旋转的第二固定架，第二固定架的设置位置可以根据需要设定，第二反射镜M1通过该第二固定架的旋转可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0公转。

[0036] 在多路灯泵激光放大器工作时，第一反射镜M0的反射面与第二反射镜M1的反射面始终保持相对。

[0037] 下面以四路(A、B、C、D)灯泵激光放大器工作时间为20分钟即每一路灯泵激光放大器工作时间为5分钟为例说明本实施例装置工作原理。

[0038] 对于四路灯泵激光放大器，相邻两路灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角为90°，因此第一反射镜M0的自转的预定角度以及第二反射镜M1公转的预定角度为90°，两者转动的间隔的预定时间为5分钟。

[0039] 如图2及图3所示，在四路灯泵激光放大器的中轴线上放置第一反射镜M0(以下简称M0)，M0可以绕其中心360°旋转即自转，第二反射镜M1(以下简称M1)的中心到M0的中心的距离等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

[0040] M1绕着M0公转，其可依次位于四路灯泵激光放大器玻璃棒中心A、B、C、D四个点。在M1公转、M0自转以及四路灯泵激光放大器工作时，M1和M0的反射面始终保持相对，以便让入射光在这两个反射镜的反射面之间进行反射。(如图4a、图4b、图4c及图4d所示)。

[0041] t＝0时刻，入射光经M0、M1，经过A路灯泵激光放大器；其光路如图4a所示；

[0042] t＝5时刻，M0自转90°、M1围绕M0公转90°，入射光经M0、M1，经过B路灯泵激光放大器；其光路如图4b所示；

[0043] t＝10时刻，M0再自转90°、M1围绕M0再公转90°，入射光经M0、M1，经过下C路灯泵激光放大器；其光路如图4c所示；

[0044] t＝15时刻，M0再自转90°、M1围绕M0再公转90°，入射光经M0、M1，经过D路灯泵激光放大器；其光路如图4d所示。

[0045] 如此循环，实现每隔5分钟使激光通过一路灯泵激光放大器工作一次。其具体光路示意如图2所示。

[0046] 在上述M0自转及M1绕M0公转的方案中，也可以在t＝5时刻使M0沿与上述相反的方向自转，同时M1绕M0沿与M0旋转方向相同的方向公转，如此循环。同样，在M1公转、M0自转以及四路灯泵激光放大器工作时，M1和M0的反射面始终保持相对，以便让入射光在这两个反射镜的反射面之间进行反射。

[0047] 在本实施例中，M1的中心到M0的中心的距离等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

[0048] 在其他实施例中，M1的中心到M0的中心的距离还可以不等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。即M1位于多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上，且M1可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0360°公转；而M0放置于多路灯泵激光放大器的中轴线上的固定位置，且可绕其中心360°自转，该固定位置在中轴线上且与多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆的中心的距离L，L不为0，可以根据实际需要设定；即可将M0放置于多路灯泵激光放大器的中轴线上，且位于各路灯泵激光放大器的前方距离多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆的中心L。然后通过相应的旋转M0及M1的方法也可使入射光依次进入各路激光放大器。

[0049] 如图5所示，本发明一实施例提出一种利用上述实施例装置提高灯泵激光放大器工作频率的方法，包括：

[0050] 步骤S101，将第一反射镜M0固定于第一固定架上，使第一反射镜M0中心处于多路灯泵激光放大器的中轴线上；将第二反射镜M1固定于第二固定架上，使第二反射镜M1可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0360°公转；

[0051] 其中，第二反射镜M1的中心与第一反射镜M0的中心的距离可以等于多路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

[0052] 步骤S102，在多路灯泵激光放大器的工作时间内，每间隔预定时间，第一反射镜M0自转预定角度，第二反射镜M1绕第一反射镜M0公转预定角度，依次停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心；

[0053] 其中，预定时间等于每一路灯泵激光放大器的工作时间；预定角度为相邻两路灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角，灯泵激光放大器的中轴面指的是灯泵激光放大器的中心线与中轴线形成的平面。

[0054] 步骤S103，当第二反射镜M1停留在其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心时，入射光依次经过第一、第二反射镜M0、M1入射至该路灯泵激光放大器，使该路灯泵激光放大器工作一次；

[0055] 在多路灯泵激光放大器工作时，第一反射镜M0与第二反射镜M1的反射面始终保持相对。

[0056] 步骤S104，当第二反射镜M1走完所有灯泵激光放大器玻璃棒中心时，多路灯泵激光放大器的工作时间结束，多路灯泵激光放大器完成一次工作过程。

[0057] 下面以四路(A、B、C、D)灯泵激光放大器工作时间为20分钟即每一路灯泵激光放大器工作时间为5分钟为例说明本实施例装置工作原理。

[0058] 对于四路灯泵激光放大器，相邻两路灯泵激光放大器的中轴面之间的夹角为90°，因此第一反射镜M0的自转的预定角度以及第二反射镜M1公转的预定角度为90°，两者转动的间隔的预定时间为5分钟。

[0059] 如图2及图3所示，在四路灯泵激光放大器的中轴线上放置第一反射镜M0(以下简称M0)，M0可以绕其中心360°旋转即自转，第二反射镜M1(以下简称M1)的中心到M0的中心的距离等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。M1绕着M0公转，其可依次位于四路灯泵激光放大器玻璃棒中心A、B、C、D四个点。在M1公转、M0自转以及四路灯泵激光放大器工作时，M1和M0的反射面始终保持相对，以便让入射光在这两个反射镜的反射面之间进行反射。(如图4a、图4b、图4c及图4d所示)。

[0060] t＝0时刻，入射光经M0、M1，经过A路灯泵激光放大器；其光路如图4a所示；

[0061] t＝5时刻，M0自转90°、M1围绕M0公转90°，入射光经M0、M1，经过B路灯泵激光放大器；其光路如图4b所示；

[0062] t＝10时刻，M0再自转90°、M1围绕M0再公转90°，入射光经M0、M1，经过下C路灯泵激光放大器；其光路如图4c所示；

[0063] t＝15时刻，M0再自转90°、M1围绕M0再公转90°，入射光经M0、M1，经过D路灯泵激光放大器；其光路如图4d所示。

[0064] 如此循环，实现每隔5分钟使激光通过一路灯泵激光放大器工作一次。其具体光路示意如图2所示。

[0065] 在上述M0自转及M1绕M0公转的方案中，也可以在t＝5时刻使M0沿与上述相反的方向自转，同时M1绕M0沿与M0旋转方向相同的方向公转，如此循环。同样，在M1公转、M0自转以及四路灯泵激光放大器工作时，M1和M0的反射面始终保持相对，以便让入射光在这两个反射镜的反射面之间进行反射。

[0066] 在本实施例中，M1的中心到M0的中心的距离等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。

[0067] 在其他实施例中，M1的中心到M0的中心的距离还可以不等于四路灯泵激光放大器的中轴线到其中一路灯泵激光放大器玻璃棒中心的距离。即M1位于多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周上，且M1可沿多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆周绕第一反射镜M0360°公转；而M0放置于多路灯泵激光放大器的中轴线上的固定位置，且可绕其中心360°自转，该固定位置在中轴线上且与多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆的中心的距离L，L不为0，可以根据实际需要设定；即可将M0放置于多路灯泵激光放大器的中轴线上，且位于各路灯泵激光放大器的前方距离多路灯泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圆的中心L。然后通过相应的旋转M0及M1的方法也可使入射光依次进入各路激光放大器。

[0068] 本发明实施例提高灯泵激光放大器工作频率的装置及方法机械结构简单，调整光路方便可靠，而且可提高激光的远场指向性，降低激光远场的角漂。

[0069] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。