本發(fā)明實施方式涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及聲光調(diào)制器、提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法及激光器。

背景技術(shù)：

調(diào)q光纖激光器的光路結(jié)構(gòu)包括聲光調(diào)制器，用來調(diào)整脈沖的寬度。

調(diào)q光纖激光器中，存在以下問題，僅利用經(jīng)聲光調(diào)制器發(fā)生的布拉格衍射光，按原來的傳播方向(入射方向)進行傳播的光沒有被利用，而是被泄漏掉，因此造成能量浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)利用了布拉格衍射光但泄露了按原來的傳播方向進行傳播的光，而造成能量浪費的技術(shù)問題，提供聲光調(diào)制器、提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法及激光器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施方式采用的一個技術(shù)方案是：提供聲光調(diào)制器，包括聲光晶體，入射光入射聲光晶體依次出射+1級光和-1級光；所述聲光調(diào)制器還包括接收-1級光的-1級準直器以及接收+1級光的+1級準直器，所述+1級準直器出射方向連接延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出。

其中，所述合束器合束-1級光與延時后+1級光具體為將延時光纖與傳輸-1級光的-1級光纖熔融拉錐并與輸出光纖熔接；

所述聲光調(diào)制器還包括驅(qū)動電源、控制驅(qū)動電源信號的主控板和與所述主控板連接的至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器設(shè)于熔接處和/或輸出光纖沿其長度延伸方向上。

其中，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號或輸出告警信號。

其中，所述入射光以布拉格角入射所述聲光晶體；所述-1級光為入射光經(jīng)所述聲光晶體按入射光方向出射的光，所述+1級光為入射光經(jīng)所述聲光晶體發(fā)生的布拉格衍射光；

所述延時光纖的長度由下面的算式計算：

l＝t1*c

式中，l表示延時光纖的總長度；t1為聲光調(diào)制器驅(qū)動電源信號高電平的持續(xù)時間；c為光在光纖中傳輸?shù)乃俣取?/p>

其中，所述驅(qū)動電源信號的占空比為50％。

其中，所述延時光纖的盤纖形狀為橢圓環(huán)形或圓環(huán)形。

其中，所述聲光調(diào)制器還包括為所述延時光線散熱的散熱基板，所述散熱基板上設(shè)置限位槽，所述延時光纖嵌入所述限位槽并由其固定。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施方式采用的另一個技術(shù)方案是：提供激光器，包括上述的聲光調(diào)制器。

其中，所述激光器還包括一級放大光路、與所述一級放大光路連接并為一級放大光路提供一級放大所需能量的泵源、與所述聲光調(diào)制器信號光輸出側(cè)連接且將信號光再次放大的二級放大光路以及與所述二級放大光路輸出側(cè)連接的輸出光隔離器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施方式采用的另一個技術(shù)方案是：提供提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法，所述聲光調(diào)制器包括聲光晶體，所述聲光調(diào)制器還包括-1級準直器、+1級準直器、延時光纖和合束器；所述方法包括：

入射光入射所述聲光晶體并分別出射-1級光和+1級光；

所述-1級準直器接收-1級光；所述+1級準直器接收+1級光；

所述+1級準直器出射方向連接所述延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出。

其中，所述合束器合束-1級光與延時后+1級光具體為將延時光纖與傳輸-1級光的-1級光纖熔融拉錐并與輸出光纖熔接；

所述聲光調(diào)制器還包括驅(qū)動電源、控制驅(qū)動電源信號的主控板和與所述主控板連接的至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器設(shè)于熔接處和/或輸出光纖沿其長度延伸方向上。

其中，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號或輸出告警信號。

本發(fā)明實施方式的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明實施方式的聲光調(diào)制器包括聲光晶體，入射光入射聲光晶體依次出射+1級光和-1級光；在所述+1級準直器出射方向連接延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出。由此，-1級光，即按原來的傳播方向進行傳播的光也被利用，而不是被泄漏掉，提高了能量轉(zhuǎn)換率和利用率。

附圖說明

一個或多個實施例通過與之對應的附圖中的圖片進行示例性說明，這些示例性說明并不構(gòu)成對實施例的限定，附圖中具有相同參考數(shù)字標號的元件表示為類似的元件，除非有特別申明，附圖中的圖不構(gòu)成比例限制。

圖1為本發(fā)明實施例聲光調(diào)制器的原理圖；

圖2為本發(fā)明實施例聲光調(diào)制器的信號時序圖；

圖3為本發(fā)明實施例聲光調(diào)制器的光路原理圖；

圖4為本發(fā)明另一實施例聲光調(diào)制器的光路原理圖；

圖5為本發(fā)明另一實施例的信號時序圖；

圖6為本發(fā)明實施例激光器的原理圖；

圖7為本發(fā)明實施例提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法的流程圖。

具體實施方式

以下通過附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步詳細說明。

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施方式，對本發(fā)明進行更詳細的說明。除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是用于限制本發(fā)明。

實施例1

圖1為本發(fā)明實施例聲光調(diào)制器的原理圖。如圖1所示，聲光調(diào)制器10包括聲光晶體101、壓電換能器102和驅(qū)動電源103。驅(qū)動電源103的電信號驅(qū)動壓電換能器，當聲光調(diào)制器10有脈沖信號時，即脈沖信號高電平時，聲光調(diào)制器內(nèi)聲光晶體的折射率會發(fā)生疏密相間的變化，形成光柵。這時如果入射光以布拉格角θb通過聲光晶體時，會發(fā)生衍射，使得光發(fā)生偏折，偏離原來的傳播方向，發(fā)生偏折的為+1級光。當聲光調(diào)制器沒有脈沖信號時，即脈沖信號低電平時，聲光晶體折射率不會發(fā)生變化，光會按原來的傳播方向進行傳播，為-1級光，即為入射光經(jīng)所述聲光晶體按入射光方向出射的光。

驅(qū)動電源信號、+1級光信號、-1級光信號、激光器輸出光信號之間的時序關(guān)系如圖2所示。如圖2所示，驅(qū)動電源信號高電平產(chǎn)生+1級光信號、驅(qū)動電源信號低電平產(chǎn)生-1級光信號、激光器輸出光信號與驅(qū)動電源信號高電平、+1級光信號在時序上一致。

圖3和圖4均為本發(fā)明實施例聲光調(diào)制器的光路原理圖。如圖3、圖4所示，本發(fā)明實施例的聲光調(diào)制器10，包括聲光晶體101，入射光經(jīng)入射準直器108入射聲光晶體101依次出射+1級光和-1級光；所述聲光調(diào)制器10還包括接收-1級光的-1級準直器104以及接收+1級光的+1級準直器105，所述+1級準直器105出射方向連接延時光纖106以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖106與-1級準直器104出射方向均連接合束器107，-1級光與延時后+1級光由所述合束器107合束并輸出。

如圖3所示，通過入射準直器108的入射光以布拉格角θb入射到聲光晶體101上，出射光分別用兩個準直器接收，一個接收+1級光，另一個接收-1級光，+1級光準直器105及-1級光準直器104分別與聲光晶體101的軸向成角度大小都是布拉格角θb。

本發(fā)明實施例利用了-1級光，先將+1光作一定的延時，使得+1級光和-1光同步，然后通過合束的方式將+1級光和-1級光合到一起，這樣可以將-1級光利用起來，提高能量的利用率，同時+1級光和-1級光合到一個脈沖中，提高了激光器的脈沖能量。

進一步地，為使+1級光與-1級光在時序上完全重合，驅(qū)動電源信號的占空比設(shè)置為50％，高電平與低電平持續(xù)時間一樣，使+1級光的脈沖寬度與-1級光脈沖寬度一致，+1級光延時后與-1級光合束并與-1級光在時序上完全重合。

為使延時光纖106讓+1級光延時的預設(shè)時長能讓后續(xù)的延時后+1級光與-1級光在時序上重合，延時光纖106的長度由下面的算式計算：

l＝t1*c

式中，l表示延時光纖106的總長度，單位為米；t1為聲光調(diào)制器10驅(qū)動電源信號高電平的持續(xù)時間，單位為秒；c為光在光纖中傳輸?shù)乃俣取?/p>

為減少延時光纖106盤纖時占據(jù)過多空間，將延時光纖106的盤纖形狀為橢圓環(huán)形或圓環(huán)形，且能讓延時光纖106滿足所需的光纖損耗范圍的要求。

圖5為增加延時后+1級光的信號時序圖，由圖5可以看出，延時后+1級光與-1級光由所述合束器107合束并輸出脈沖能量為+1級光脈沖能量與-1級光脈沖能量之和的合束光，可以大致認為是原來的脈沖能量增大了一倍，即是+1級光和-1級光疊加的起來的脈沖能量。

在另一實施例中，所述合束器107合束-1級光與延時后+1級光具體為將延時光纖106與傳輸-1級光的-1級光纖109熔融拉錐，然后切斷并與輸出光纖110熔接；當然也可以將-1級光纖109熔接在延時光纖106的側(cè)面；又或者將延時光纖106熔接在-1級光纖109的側(cè)面，本發(fā)明實施例對此不做限制。

在本實施例中，所述聲光調(diào)制器10還包括驅(qū)動電源103、控制驅(qū)動電源信號的主控板(圖未示)和與所述主控板連接的至少一個光電探測器(圖未示)，所述至少一個光電探測器(圖未示)設(shè)于上述熔接處和/或輸出光纖110沿其長度延伸方向上。具體地，光電探測器可設(shè)于-1級光纖109與延時光纖106的熔接處，或者設(shè)于輸出光纖110沿其長度延伸方向上，或者在此二處均設(shè)置。光電探測器可用于探測合束器107內(nèi)的光路情況，光電探測器采集的光信號值可用于判斷-1級光與延時后+1級光的合束光的均勻性和平緩性，據(jù)此判斷-1級光與延時后+1級光是否在時序上的重合情況，為完全重合或部分重合，更進一步地判斷出重合程度。

進一步地，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號或輸出告警信號。根據(jù)允許的誤差和時延，給出一定的范圍為完全重合，以此設(shè)定預設(shè)光信號值，也可以認為設(shè)定了預設(shè)光信號值范圍。若光電探測器采集的光信號值匹配預設(shè)光信號值，則主控板按照既有方式控制驅(qū)動電源信號即可；若光電探測器采集的光信號值不匹配預設(shè)光信號值，再進一步判斷為光路異?；蛑皇遣环贤耆ヅ洌串敼饴氛?，-1級光與延時后+1級光是否在時序上的重合情況為部分重合時，根據(jù)其偏移情況調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號；若光路異常，則主控板發(fā)出告警信號，如控制蜂鳴器蜂鳴，或控制燈光閃爍，或控制泵源開關(guān)切斷泵源。

本發(fā)明實施例通過延時光纖將+1級光延時，并通過在合束器的適當位置設(shè)置光電探測器檢測-1級光與延時后+1級光的合束情況，控制調(diào)節(jié)驅(qū)動電源信號的占空比，形成引入延時光纖來提高聲光調(diào)制器輸出光脈沖能量成功與否的回饋，使對驅(qū)動電源信號的控制更精細及準確。且當光電探測器檢測到光路異常時輸出告警信號，即時切斷泵源開關(guān)以保護激光器設(shè)備，更加智能。

實施例2

圖6為本發(fā)明實施例激光器200的光路示意圖。激光器200為調(diào)q光纖激光器，其光路結(jié)構(gòu)由四部分組成，第一部分是ld，即泵源210，它用于提供一級放大所需的能量；第二部分為一級放大光路220，通常是由一段增益光纖構(gòu)成，用于將泵源210輸出的泵浦光轉(zhuǎn)換為信號光，同時將信號光進行放大；第三部分為聲光調(diào)制器230，用來調(diào)整脈沖的寬度。第三部分為二級放大光路240，用于將信號光再次放大，使得信號光的能量達到一定的能量值；第五部分為輸出光隔離器250，用于將信號光輸出，同時隔絕返回的激光。該激光器200的聲光調(diào)制器230與上述實施例1中所述的聲光調(diào)制器10相同，在此不再詳述。

本實施例提供的激光器200的聲光調(diào)制器230與上述實施例1的聲光調(diào)制器10為相同的聲光調(diào)制器，基于相同的發(fā)明構(gòu)思，具體技術(shù)特征在此不再詳述。

本發(fā)明實施方式的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明實施方式的激光器200包括聲光調(diào)制器230，聲光調(diào)制器230包括聲光晶體，入射光入射聲光晶體依次出射+1級光和-1級光；在所述+1級準直器出射方向連接延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出脈沖能量為+1級光脈沖能量與-1級光脈沖能量之和的合束光。由此，-1級光，即按原來的傳播方向進行傳播的光也被利用，而不是被泄漏掉，提高了能量轉(zhuǎn)換率和利用率。

在本實施例中，光電探測器可用于探測合束器內(nèi)的光路情況，光電探測器采集的光信號值可用于判斷-1級光與延時后+1級光的合束光的均勻性和平緩性，據(jù)此判斷-1級光與延時后+1級光是否在時序上的重合情況，為完全重合或部分重合，更進一步地判斷出重合程度。

進一步地，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號或輸出告警信號。

本發(fā)明實施例通過延時光纖將+1級光延時，并通過在合束器的適當位置設(shè)置光電探測器檢測-1級光與延時后+1級光的合束情況，控制調(diào)節(jié)驅(qū)動電源信號的占空比，形成引入延時光纖來提高聲光調(diào)制器輸出光脈沖能量成功與否的回饋，使對驅(qū)動電源信號的控制更精細及準確。且當光電探測器檢測到光路異常時輸出告警信號，即時切斷泵源開關(guān)以保護激光器設(shè)備，更加智能。

實施例3

圖7為本發(fā)明實施例提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法的流程圖。如圖7所示，提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法中，所述聲光調(diào)制器包括聲光晶體，所述聲光調(diào)制器還包括-1級準直器、+1級準直器、延時光纖和合束器；所述方法包括：

步驟301：入射光入射所述聲光晶體并分別出射-1級光和+1級光；

步驟302：所述-1級準直器接收-1級光；所述+1級準直器接收+1級光；

步驟303：所述+1級準直器出射方向連接所述延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出。

本實施例提供的提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法與上述實施例1的聲光調(diào)制器10與實施例2的激光器200基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本實施例提供的提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法中的聲光調(diào)制器與上述實施例1的聲光調(diào)制器10為相同的聲光調(diào)制器，具體技術(shù)特征在此不再詳述。

進一步地，所述合束器合束-1級光與延時后+1級光具體為將延時光纖與傳輸-1級光的-1級光纖熔融拉錐并與輸出光纖熔接；所述聲光調(diào)制器包括驅(qū)動電源、控制驅(qū)動電源信號的主控板和與所述主控板連接的至少一個光電探測器，所述至少一個光電探測器設(shè)于熔接處和/或輸出光纖沿其長度延伸方向上，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號。

本發(fā)明實施方式的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明實施方式的提高聲光調(diào)制器輸出光能量的方法中，聲光調(diào)制器包括聲光晶體，入射光入射聲光晶體依次出射+1級光和-1級光；在所述+1級準直器出射方向連接延時光纖以使+1級光延時預設(shè)時長并與-1級光在時序上重合，延時光纖與-1級準直器出射方向均連接合束器，-1級光與延時后+1級光由所述合束器合束并輸出脈沖能量為+1級光脈沖能量與-1級光脈沖能量之和的合束光。由此，-1級光，即按原來的傳播方向進行傳播的光也被利用，而不是被泄漏掉，提高了能量轉(zhuǎn)換率和利用率。

在本實施例中，光電探測器可用于探測合束器內(nèi)的光路情況，光電探測器采集的光信號值可用于判斷-1級光與延時后+1級光的合束光的均勻性和平緩性，據(jù)此判斷-1級光與延時后+1級光是否在時序上的重合情況，為完全重合或部分重合，更進一步地判斷出重合程度。

進一步地，所述主控板用于根據(jù)所述光電探測器采集的光信號值與預設(shè)光信號值的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電源信號或輸出告警信號。

本發(fā)明實施例通過延時光纖將+1級光延時，并通過在合束器的適當位置設(shè)置光電探測器檢測-1級光與延時后+1級光的合束情況，控制調(diào)節(jié)驅(qū)動電源信號的占空比，形成引入延時光纖來提高聲光調(diào)制器輸出光脈沖能量成功與否的回饋，使對驅(qū)動電源信號的控制更精細及準確。且當光電探測器檢測到光路異常時輸出告警信號，即時切斷泵源開關(guān)以保護激光器設(shè)備，更加智能。

以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。