專利名稱：提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光應用技術領域，尤其涉及一種大型復雜激光放大器中要求燈泵激光放大器工作間隔比較短的情況下提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置及方法。
背景技術：
由于燈泵激光放大器不能在重頻下工作，即工作一次后，需等待一定時間才能再工作一次，其工作頻率較小。因此需要提高燈泵激光放大器工作頻率，通常提高燈泵激光放大器工作頻率的一種方法是組合多個燈泵激光放大器輪流使用。例如，若單個燈泵激光放大器的工作頻率為ΙΛΟπ ιΓ1，即每工作一次需等待20分鐘，通過組合4個燈泵激光放大器使其按順序依次處于工作狀態(tài)，則工作頻率提高Ι/δπ ιΓ1，只需等待5分鐘便可以使燈泵激光放大器工作一次。傳統(tǒng)方法為以轉輪式放置4個燈泵激光放大器(如圖1所示)，每隔 5分鐘依次將各個燈泵激光放大器放置于工作位置。由于燈泵激光放大器體積大、質量重， 而且為了配合實際使用頻率的需要，傳統(tǒng)方法需要復雜的機械設計和笨重的轉輪式裝置， 其整體裝置所占空間大，而且成本高，不利于操作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要內容在于提供一種結構簡單、成本低的提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置，以及對應該裝置的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置，包括具有同一中軸線的多路平行放置的燈泵激光放大器，還包括設置在所述多路燈泵激光放大器的中軸線上的第一反射鏡，且所述第一反射鏡可360°自轉；設置在所述多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上的第二反射鏡，且所述第二反射鏡可沿所述圓周繞第一反射鏡360°公轉；間隔預定時間，第一反射鏡自轉預定角度，第二反射鏡繞第一反射鏡公轉預定角度后停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心，入射光依次經(jīng)過第一、第二反射鏡入射至該路燈泵激光放大器。優(yōu)選地，所述預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間。優(yōu)選地，在所述多路燈泵激光放大器工作時，第一反射鏡的反射面與第二反射鏡的反射面始終保持相對。優(yōu)選地，還包括設置在多路燈泵激光放大器的中軸線上的第一固定架，所述第一反射鏡通過所述第一固定架繞所述第一反射鏡中心自轉。優(yōu)選地，還包括可旋轉的第二固定架；所述第二反射鏡設置在第二固定架上，且所述第二反射鏡沿所述多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡公轉。優(yōu)選地，所述預定角度為相鄰兩個燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角。優(yōu)選地，所述燈泵激光放大器為四路；所述預定角度為90°。優(yōu)選地，所述預定時間為5分鐘。優(yōu)選地，所述第二反射鏡中心與第一反射鏡的中心的距離等于多路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。本發(fā)明還提出一種提高燈泵激光放大器工作頻率的方法，包括以下步驟將第一反射鏡固定于第一固定架上，使第一反射鏡中心處于多路燈泵激光放大器的中軸線上；將第二反射鏡固定于第二固定架上，使第二反射鏡可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡360°公轉；在多路燈泵激光放大器的工作時間內，每間隔預定時間，第一反射鏡自轉預定角度，第二反射鏡繞第一反射鏡公轉所述預定角度，依次停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心；所述預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間；當?shù)诙瓷溏R停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心時，入射光依次經(jīng)過第一、第二反射鏡入射至該路燈泵激光放大器，使該路燈泵激光放大器工作一次；當?shù)诙瓷溏R走完所有燈泵激光放大器玻璃棒中心時，多路燈泵激光放大器的工作時間結束，多路燈泵激光放大器完成一次工作過程。優(yōu)選地，所述預定角度為相鄰兩個燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角。本發(fā)明提出的一種提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置及方法，通過第一反射鏡的自轉以及第二反射鏡繞第一反射鏡的公轉，使入射光依次經(jīng)過第一反射鏡以及第二反射鏡進入相應的燈泵激光放大器工作，替代傳統(tǒng)方法中依次旋轉各路燈泵激光放大器至工作位置的方式，從而使得機械結構簡單，調整光路方便可靠，而且還可提高激光的遠場指向性，滿足了大型復雜激光放大器中要求燈泵激光放大器工作間隔比較短的情形。為了使本發(fā)明的技術方案更加清楚、明了，下面將結合附圖作進一步詳述。


圖1是現(xiàn)有技術中四路燈泵激光放大器的結構示意圖。圖2是本發(fā)明提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置一實施例結構示意圖。圖3是上述實施例中第一反射鏡自轉與第二反射鏡公轉示意圖。圖如是圖2中A路燈泵激光放大器工作時的光路示意圖。圖4b是圖2中B路燈泵激光放大器工作時的光路示意圖。圖如是圖2中C路燈泵激光放大器工作時的光路示意圖。圖4d是圖2中D路燈泵激光放大器工作時的光路示意圖。圖5是本發(fā)明提高燈泵激光放大器工作頻率的方法流程圖。
具體實施例方式如圖2、圖3所示，本發(fā)明一實施例提出一種提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置，包括多路平行放置的燈泵激光放大器、第一反射鏡MO以及第二反射鏡M1，其中第一反射鏡M0，設置在多路燈泵激光放大器的中軸線上，且可繞其中心360°自轉；第二反射鏡M1，設置在多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上，其中心與第一反射鏡MO的中心的距離等于多路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離，且第二反射鏡Ml可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡 M0360。公轉；每間隔預定時間，第一反射鏡MO自轉預定角度，第二反射鏡Ml繞第一反射鏡 MO公轉預定角度后停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心，使入射光依次經(jīng)過第一、第二反射鏡MO、Ml入射至該路燈泵激光放大器，使該路燈泵激光放大器工作一次。其中，預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間。上述預定角度為相鄰兩路燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角，燈泵激光放大器的中軸面指的是燈泵激光放大器的中心線與中軸線形成的平面。本實施例中以四路燈泵激光放大器為例進行說明。具體地，如圖2所示，是本發(fā)明提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置一實施例結構示意圖，該裝置包括四路平行放置的燈泵激光放大器，分別為燈泵激光放大器A、燈泵激光放大器B、 燈泵激光放大器C、燈泵激光放大器D，該四路燈泵激光放大器具有同一中軸線；第一反射鏡M0，設置在多路燈泵激光放大器的中軸線上的固定位置，且可繞其中心360°自轉；第二反射鏡M1，設置在多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上，其中心與第一反射鏡MO的中心的距離等于多路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離，且第二反射鏡Ml可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡M0360。公轉。上述第一反射鏡MO及第二反射鏡Ml可以通過相應的固定架來固定。具體地，可以在四路燈泵激光放大器的中軸線上設置有第一固定架(圖中未示出)，第一反射鏡MO通過該第一固定架繞其中心自轉；同時設置可繞中軸線旋轉的第二固定架，第二固定架的設置位置可以根據(jù)需要設定，第二反射鏡Ml通過該第二固定架的旋轉可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡MO公轉。在多路燈泵激光放大器工作時，第一反射鏡MO的反射面與第二反射鏡Ml的反射面始終保持相對。下面以四路(A、B、C、D)燈泵激光放大器工作時間為20分鐘即每一路燈泵激光放大器工作時間為5分鐘為例說明本實施例裝置工作原理。對于四路燈泵激光放大器，相鄰兩路燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角為 90°，因此第一反射鏡MO的自轉的預定角度以及第二反射鏡Ml公轉的預定角度為90°，兩者轉動的間隔的預定時間為5分鐘。如圖2及圖3所示，在四路燈泵激光放大器的中軸線上放置第一反射鏡M0(以下簡稱Μ0)，Μ0可以繞其中心360°旋轉即自轉，第二反射鏡Ml (以下簡稱Ml)的中心到MO的中心的距離等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。Ml繞著MO公轉，其可依次位于四路燈泵激光放大器玻璃棒中心A、B、C、D四個點。 在Ml公轉、MO自轉以及四路燈泵激光放大器工作時，Ml和MO的反射面始終保持相對，以便讓入射光在這兩個反射鏡的反射面之間進行反射。(如圖4a、圖仙、圖如及圖4d所示)。
t = 0時刻，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過A路燈泵激光放大器；其光路如圖如所示；t = 5時亥lj，MO自轉90°、Ml圍繞MO公轉90°，入射光經(jīng)MO、M1，經(jīng)過B路燈泵激光放大器；其光路如圖4b所示；t = 10時刻，MO再自轉90°、Ml圍繞MO再公轉90°，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過下C
路燈泵激光放大器；其光路如圖4c所示；
t = 15時刻，MO再自轉90°、M1圍繞MO再公轉90°，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過D路燈泵激光放大器；其光路如圖4d所示。如此循環(huán)，實現(xiàn)每隔5分鐘使激光通過一路燈泵激光放大器工作一次。其具體光路示意如圖2所示。在上述MO自轉及Ml繞MO公轉的方案中，也可以在t = 5時刻使MO沿與上述相反的方向自轉，同時Ml繞MO沿與MO旋轉方向相同的方向公轉，如此循環(huán)。同樣，在Ml公轉、MO自轉以及四路燈泵激光放大器工作時，Ml和MO的反射面始終保持相對，以便讓入射光在這兩個反射鏡的反射面之間進行反射。在本實施例中，Ml的中心到MO的中心的距離等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。在其他實施例中，Ml的中心到MO的中心的距離還可以不等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。即Ml位于多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上，且Ml可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡M0360。公轉；而MO放置于多路燈泵激光放大器的中軸線上的固定位置，且可繞其中心360°自轉，該固定位置在中軸線上且與多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓的中心的距離L，L不為0，可以根據(jù)實際需要設定；即可將MO放置于多路燈泵激光放大器的中軸線上，且位于各路燈泵激光放大器的前方距離多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓的中心L。然后通過相應的旋轉MO及Ml的方法也可使入射光依次進入各路激光放大器。如圖5所示，本發(fā)明一實施例提出一種利用上述實施例裝置提高燈泵激光放大器工作頻率的方法，包括步驟S101，將第一反射鏡MO固定于第一固定架上，使第一反射鏡MO中心處于多路燈泵激光放大器的中軸線上；將第二反射鏡Ml固定于第二固定架上，使第二反射鏡Ml可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡M0360。公轉；其中，第二反射鏡Ml的中心與第一反射鏡MO的中心的距離可以等于多路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。步驟S102，在多路燈泵激光放大器的工作時間內，每間隔預定時間，第一反射鏡 MO自轉預定角度，第二反射鏡Ml繞第一反射鏡MO公轉預定角度，依次停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心；其中，預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間；預定角度為相鄰兩路燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角，燈泵激光放大器的中軸面指的是燈泵激光放大器的中心線與中軸線形成的平面。步驟S103，當?shù)诙瓷溏RMl停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心時，入射光依次經(jīng)過第一、第二反射鏡MO、Ml入射至該路燈泵激光放大器，使該路燈泵激光放大器
工作一次；在多路燈泵激光放大器工作時，第一反射鏡MO與第二反射鏡Ml的反射面始終保持相對。步驟S104，當?shù)诙瓷溏RMl走完所有燈泵激光放大器玻璃棒中心時，多路燈泵激光放大器的工作時間結束，多路燈泵激光放大器完成一次工作過程。
7
下面以四路(A、B、C、D)燈泵激光放大器工作時間為20分鐘即每一路燈泵激光放大器工作時間為5分鐘為例說明本實施例裝置工作原理。對于四路燈泵激光放大器，相鄰兩路燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角為 90°，因此第一反射鏡MO的自轉的預定角度以及第二反射鏡Ml公轉的預定角度為90°，兩者轉動的間隔的預定時間為5分鐘。如圖2及圖3所示，在四路燈泵激光放大器的中軸線上放置第一反射鏡M0(以下簡稱M0)，MO可以繞其中心360°旋轉即自轉，第二反射鏡Ml (以下簡稱Ml)的中心到MO 的中心的距離等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。Ml繞著MO公轉，其可依次位于四路燈泵激光放大器玻璃棒中心A、B、C、D四個點。 在Ml公轉、MO自轉以及四路燈泵激光放大器工作時，Ml和MO的反射面始終保持相對，以便讓入射光在這兩個反射鏡的反射面之間進行反射。(如圖4a、圖仙、圖如及圖4d所示)。t = 0時刻，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過A路燈泵激光放大器；其光路如圖如所示；t = 5時亥lj，MO自轉90°、Ml圍繞MO公轉90°，入射光經(jīng)MO、M1，經(jīng)過B路燈泵激光放大器；其光路如圖4b所示；t = 10時刻，MO再自轉90°、Ml圍繞MO再公轉90°，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過下C
路燈泵激光放大器；其光路如圖4c所示；t = 15時刻，MO再自轉90°、M1圍繞MO再公轉90°，入射光經(jīng)MO、Ml，經(jīng)過D路燈泵激光放大器；其光路如圖4d所示。如此循環(huán)，實現(xiàn)每隔5分鐘使激光通過一路燈泵激光放大器工作一次。其具體光路示意如圖2所示。在上述MO自轉及Ml繞MO公轉的方案中，也可以在t = 5時刻使MO沿與上述相反的方向自轉，同時Ml繞MO沿與MO旋轉方向相同的方向公轉，如此循環(huán)。同樣，在Ml公轉、MO自轉以及四路燈泵激光放大器工作時，Ml和MO的反射面始終保持相對，以便讓入射光在這兩個反射鏡的反射面之間進行反射。在本實施例中，Ml的中心到MO的中心的距離等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。在其他實施例中，Ml的中心到MO的中心的距離還可以不等于四路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。即Ml位于多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上，且Ml可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡M0360。公轉；而MO放置于多路燈泵激光放大器的中軸線上的固定位置，且可繞其中心360°自轉，該固定位置在中軸線上且與多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓的中心的距離L，L不為0，可以根據(jù)實際需要設定；即可將MO放置于多路燈泵激光放大器的中軸線上，且位于各路燈泵激光放大器的前方距離多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓的中心L。然后通過相應的旋轉MO及Ml的方法也可使入射光依次進入各路激光放大器。本發(fā)明實施例提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置及方法機械結構簡單，調整光路方便可靠，而且可提高激光的遠場指向性，降低激光遠場的角漂。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置，包括具有同一中軸線的多路平行放置的燈泵激光放大器，其特征在于，還包括設置在所述多路燈泵激光放大器的中軸線上的第一反射鏡，且所述第一反射鏡可 360°自轉；設置在所述多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周上的第二反射鏡，且所述第二反射鏡可沿所述圓周繞第一反射鏡360°公轉；間隔預定時間，第一反射鏡自轉預定角度，第二反射鏡繞第一反射鏡公轉預定角度后停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心，入射光依次經(jīng)過第一、第二反射鏡入射至該路燈泵激光放大器。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于，在所述多路燈泵激光放大器工作時，第一反射鏡的反射面與第二反射鏡的反射面始終保持相對。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，還包括設置在多路燈泵激光放大器的中軸線上的第一固定架，所述第一反射鏡通過所述第一固定架繞所述第一反射鏡中心自轉。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括可旋轉的第二固定架；所述第二反射鏡設置在第二固定架上，且所述第二反射鏡沿所述多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡公轉。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述預定角度為相鄰兩個燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述燈泵激光放大器為四路；所述預定角度為90°。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述預定時間為5分鐘。
9.根據(jù)根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二反射鏡中心與第一反射鏡的中心的距離等于多路燈泵激光放大器的中軸線到其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心的距離。
10.一種提高燈泵激光放大器工作頻率的方法，其特征在于，包括以下步驟將第一反射鏡固定于第一固定架上，使第一反射鏡中心處于多路燈泵激光放大器的中軸線上；將第二反射鏡固定于第二固定架上，使第二反射鏡可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡360°公轉；在多路燈泵激光放大器的工作時間內，每間隔預定時間，第一反射鏡自轉預定角度，第二反射鏡繞第一反射鏡公轉所述預定角度，依次停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心；所述預定時間等于每一路燈泵激光放大器的工作時間；當?shù)诙瓷溏R停留在其中一路燈泵激光放大器玻璃棒中心時，入射光依次經(jīng)過第一、 第二反射鏡入射至該路燈泵激光放大器，使該路燈泵激光放大器工作一次；當?shù)诙瓷溏R走完所有燈泵激光放大器玻璃棒中心時，多路燈泵激光放大器的工作時間結束，多路燈泵激光放大器完成一次工作過程。
11.根據(jù)權利要求10所述的提高燈泵激光放大器工作頻率的方法，其特征在于，所述預定角度為相鄰兩個燈泵激光放大器的中軸面之間的夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高燈泵激光放大器工作頻率的裝置及方法，其中裝置包括多路平行放置具有同一中軸線的燈泵激光放大器、放置于多路燈泵激光放大器的中軸線上且可繞其中心360°自轉的第一反射鏡以及可沿多路燈泵激光放大器各玻璃棒中心形成的圓周繞第一反射鏡360°公轉的第二反射鏡。本發(fā)明通過第一反射鏡的自轉以及第二反射鏡繞第一反射鏡的公轉，使入射光依次經(jīng)過第一反射鏡以及第二反射鏡進入相應的燈泵激光放大器工作，替代傳統(tǒng)方法中依次旋轉各路燈泵激光放大器至工作位置的方式，從而使得機械結構簡單，調整光路方便可靠，而且還可提高激光的遠場指向性，滿足了大型復雜激光放大器中要求燈泵激光放大器工作間隔比較短的情形。
文檔編號H01S3/092GK102570263SQ20111013767
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2011年9月28日
發(fā)明者侯立群, 唐熊忻, 樊仲維, 邱基斯 申請人:北京國科世紀激光技術有限公司