一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置。所述合成裝置中包括多個(gè)脈沖激光器組以及與所述脈沖激光器組對(duì)應(yīng)的光柵。其中，當(dāng)光柵運(yùn)動(dòng)到與其對(duì)應(yīng)的脈沖激光器組的工作位置時(shí)，同步控制裝置向所述脈沖激光器組發(fā)出指令，觸發(fā)其輸出脈沖激光，使得所述脈沖激光在所述光柵的衍射作用下進(jìn)入預(yù)設(shè)的主光路。除此以外，光柵不在所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，不阻擋其他脈沖激光器組輸出的脈沖激光進(jìn)入主光路。本發(fā)明將光譜合成技術(shù)與機(jī)械式時(shí)序合成技術(shù)相結(jié)合，在不需要減小各子激光波長(zhǎng)間隔并且不增加衍射光柵的個(gè)數(shù)的前提下，提高了脈沖激光的合成路數(shù)并保持優(yōu)良的光束質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，單臺(tái)激光器隨著輸出功率的提高，其光束質(zhì)量將非線性下降，因此采用將多束激光合成為一束是獲得高功率高光束質(zhì)量激光的重要方法。目前的激光光束合成技術(shù)主要包括:直接合成技術(shù)、相干合成技術(shù)、偏振合成技術(shù)、光譜合成技術(shù)、脈沖時(shí)序合成技術(shù)等。
[0003]直接合成技術(shù)是將多束子激光邊靠邊的依次并排疊加，或者通過(guò)光束整形變換的方法實(shí)現(xiàn)多束子激光的光束合成。具有原理簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。但合成后激光的光束質(zhì)量會(huì)隨著合成子激光數(shù)目的增加而快速下降，因此不利于得到高功率高光束質(zhì)量的激光輸出。相干合成技術(shù)是通過(guò)高精密控制技術(shù)使各子激光滿足頻率相同、偏振相同、相位差恒定等嚴(yán)格條件，從而實(shí)現(xiàn)多束激光的相干合成。這種方法合成效率高，但同時(shí)要實(shí)現(xiàn)多束子激光的頻率、偏振完全一致、相位差恒定，其控制系統(tǒng)的精度要求非常高、實(shí)現(xiàn)難度大、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。偏振合成是利用不同偏振狀態(tài)的兩束子激光通過(guò)偏振器件(如偏振片等)實(shí)現(xiàn)光束合成。這種技術(shù)可合成的子激光數(shù)量有限，從而導(dǎo)致合成激光功率受限；而且，這種技術(shù)對(duì)子激光的線偏振度要求很高，而高功率激光存在熱退偏等問(wèn)題，難以保持高的線偏振度，因此在高功率激光合成方面，偏振合成技術(shù)受到一定局限。
[0004]光譜合成技術(shù)是利用光柵、棱鏡等光學(xué)器件實(shí)現(xiàn)多束不同波長(zhǎng)激光的合成，由于光譜合成不需對(duì)各子激光的相位、偏振、以及振幅進(jìn)行控制就能實(shí)現(xiàn)合成光束在遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)保持較好的重疊，因此受到廣泛關(guān)注。但此方法需要采用不同波長(zhǎng)的多臺(tái)激光器，因此合成子激光數(shù)量受激光輸出波長(zhǎng)和光柵光譜寬度的限制。而且，如果通過(guò)減小各子激光波長(zhǎng)間隔來(lái)增加合成路數(shù)時(shí)，串?dāng)_將導(dǎo)致總的合成效率逐漸下降。因此，利用單個(gè)光柵可實(shí)現(xiàn)多路子激光合成，但因子激光輸出波長(zhǎng)、光柵光譜寬度以及串?dāng)_效應(yīng)的限制，合成子激光數(shù)量受限，因此通過(guò)光柵光譜合成實(shí)現(xiàn)的激光合成輸出功率也受到一定限制。
[0005]脈沖時(shí)序合成技術(shù)是以多個(gè)脈沖激光器為子激光，通過(guò)一定光路，使各個(gè)脈沖激光器的光束按一定時(shí)間順序發(fā)射，但多路子激光空間重合，從而實(shí)現(xiàn)時(shí)序上的光束合成，可以大大提高激光平均功率。目前，脈沖時(shí)序合成技術(shù)主要有偏振式時(shí)序合成和機(jī)械式時(shí)序合成。其中，偏振式脈沖時(shí)序合成技術(shù)利用電光調(diào)制等方式控制各子激光的偏振態(tài)改變，并通過(guò)偏振器件實(shí)現(xiàn)各子激光束合成。這種方法需要各子激光保持高線偏振度以保障合成效率，但由于熱畸變導(dǎo)致的退偏問(wèn)題，高功率激光不利于保持高線偏振度，因此這個(gè)技術(shù)會(huì)影響高功率激光的合成效率。機(jī)械式時(shí)序合成則不存在上述因熱畸變導(dǎo)致退偏而降低光束合成效率的問(wèn)題，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)更加適用于高功率激光的合成。目前，機(jī)械式時(shí)序合成是順序發(fā)射各子激光，使各子激光通過(guò)若干次反射形成空間重合(為便于描述，下文中將最終形成空間重合的所在光路稱為主光路)以達(dá)到光束合成的目的。參考文獻(xiàn)《激光與紅外》，2006年，Vol.36，N0.10，925?926頁(yè)所公開(kāi)的多路高功率激光器技術(shù)就是一種典型的機(jī)械式時(shí)序合成技術(shù)。分析該多路高功率激光器技術(shù)可以看出，為使各子激光空間重合，需要使用多個(gè)反射鏡將不同位置的各子激光器輸出的子激光傳輸至主光路上。而多個(gè)子激光的光路中的反射鏡有時(shí)會(huì)處于其它子激光的光路上，易形成相互干擾，因此需要有同步設(shè)備高精度控制各反射鏡移動(dòng)，使其在相應(yīng)子激光器發(fā)射脈沖激光時(shí)，恰好移動(dòng)至光路中所需位置，而相應(yīng)激光器不發(fā)射脈沖激光時(shí)，則移出光路以免干擾其它子激光進(jìn)入主光路。這種方案的光路中每個(gè)合成模塊僅能增加一路合成子激光，合成N路子激光，系統(tǒng)需N -1個(gè)合成電機(jī)及轉(zhuǎn)鏡，因此隨著合成子激光路數(shù)的增加，系統(tǒng)的復(fù)雜程度及對(duì)同步控制精度的要求也增大。
[0006]綜上所述，每一種激光合成技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是每一種激光合成技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光合成上均受到不同程度、不同方面的限制。有鑒于此，亟需提供一種高光束質(zhì)量、高功率的激光合成裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一 )要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就是如何提供一種高光束質(zhì)量、高功率的激光合成裝置。
[0009]( 二 )技術(shù)方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，包括兩組以上脈沖激光器組，與所述每個(gè)脈沖激光器組配合的光柵，以及同步控制裝置；其中，至少一個(gè)所述脈沖激光器組中包括兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的子激光器；所述光柵可相對(duì)所述脈沖激光器組做周期運(yùn)動(dòng)；
[0011]所述同步控制裝置用于實(shí)現(xiàn)所述脈沖激光器組的開(kāi)啟停止與所述光柵進(jìn)入和離開(kāi)工作位置之間的同步，并且當(dāng)所述光柵處于所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，所述脈沖激光器組的各子激光器同時(shí)發(fā)射脈沖激光，并且第i個(gè)子激光器輸出的脈沖激光與所述光柵之間滿足光柵方程d(sina j + sin β ) = πιλ = 0，±1，±2...),所述同步控制裝置向所述脈沖激光器組發(fā)出指令，觸發(fā)其輸出脈沖激光，使得所述脈沖激光在所述光柵的衍射作用下進(jìn)入預(yù)設(shè)的主光路；
[0012]其中，d為光柵常數(shù)，a i為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光到光柵的入射角度，β為脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵后的衍射角，m為光譜級(jí)數(shù)，λ i為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光的波長(zhǎng);
[0013]所述光柵離開(kāi)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，不阻擋其他脈沖激光器組輸出的脈沖激光進(jìn)入主光路。
[0014]優(yōu)選地，還包括位置傳感器；所述位置傳感器用于監(jiān)測(cè)所述光柵的位置，并且將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述同步控制裝置。
[0015]優(yōu)選地，所述所有脈沖激光器組與同一個(gè)光柵配合；所述光柵繞以固定周期自轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)所述所有脈沖激光器組的工作位置。
[0016]優(yōu)選地，所述每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合；所述脈沖激光器組的位置固定，所述所有光柵安裝在傳動(dòng)裝置上；所述傳動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，使得所述同步控制裝置獲取所述傳動(dòng)裝置中光柵的位置信息；所述傳動(dòng)裝置包括電機(jī)和主傳動(dòng)件；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述主傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)；所述光柵安裝在所述主傳動(dòng)件上，并在所述主傳動(dòng)件的帶動(dòng)下，朝同一個(gè)方向做周期運(yùn)動(dòng)，使得所述光柵依次到達(dá)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置。
[0017]優(yōu)選地，所述主傳動(dòng)件包括帶輪和傳動(dòng)帶；所述傳動(dòng)帶安裝于所述帶輪上，并在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)所述光柵做周期平移運(yùn)動(dòng)；其中，所述脈沖激光器組沿所述傳動(dòng)帶傳動(dòng)方向依次分布；所述所有脈沖激光器組的脈沖激光的入射點(diǎn)相同；所述傳動(dòng)帶帶動(dòng)所述所有光柵依次經(jīng)過(guò)所述入射點(diǎn)，并且所述各個(gè)光柵在所述傳動(dòng)帶上的固定位置滿足所述與之配合的脈沖激光器組的入射角度要求，使得所述脈沖激光器組輸出的脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵衍射后進(jìn)入王光路。
[0018]優(yōu)選地，所述主傳動(dòng)件為轉(zhuǎn)軸；所述脈沖激光器組沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向依次分布在轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，并且所述所有脈沖激光器組位于同一平面上；所述每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路的兩側(cè)；所述光柵安裝在與之配合的所述脈沖激光器組的激光傳輸方向上；且所述光柵與所述脈沖激光器組在軸向上間隔分布；所述光柵沿所述轉(zhuǎn)軸的周向依次分布，使得所述光柵在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依次經(jīng)過(guò)所述所有脈沖激光器組所在的平面，并和所述主光路相交；并且，所述光柵在所述轉(zhuǎn)軸上的固定位置滿足所述與之配合的脈沖激光器組的入射角度要求。
[0019]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)所述固定底座上的光柵做扇形往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0020]優(yōu)選地，還包括一臺(tái)激光輸出方向位于所述主光路上的激光器。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合，所述所有脈沖激光器組位于同一平面上且位置固定，每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路的兩側(cè)；所述光柵與所述脈沖激光器組在主光路方向上間隔分布，所有光柵位于與之配合的所述脈沖激光器組的前方，且安裝在各自對(duì)應(yīng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置上，所述活塞驅(qū)動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，在同步控制裝置的控制下，帶動(dòng)所述光柵做周期運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向垂直于所述激光器組所在平面。
[0022]優(yōu)選地，所述每個(gè)脈沖激光器組完全相同，或者每個(gè)脈沖激光器組不相同。
[0023](三)有益效果
[0024]本發(fā)明的方案具有以下有益效果:本發(fā)明將光譜合成技術(shù)與機(jī)械式時(shí)序合成技術(shù)相結(jié)合。相對(duì)于光譜合成技術(shù)而言，本方案在不需要減小各子激光波長(zhǎng)間隔的前提下，提高了脈沖激光的合成路數(shù)，從而避免了串?dāng)_引起的合成效率下降的問(wèn)題，進(jìn)而在提高合束激光功率的同時(shí)保持優(yōu)良的光束質(zhì)量。相對(duì)于機(jī)械式時(shí)序合成技術(shù)而言，本方案采用了衍射光柵將同一脈沖激光器組中的不同波長(zhǎng)的子激光器發(fā)射的脈沖激光衍射到同一主光路上，因此一個(gè)衍射光柵可以對(duì)應(yīng)多個(gè)子激光器，從而在提高脈沖激光的合成路數(shù)的同時(shí)，不增加衍射光柵的個(gè)數(shù)，從而降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及同步控制的難度。
[0025]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，采用位置傳感器監(jiān)測(cè)所述光柵的位置，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送給同步控制裝置。所述同步控制裝置根據(jù)位置傳感器提供的光柵位置信息產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，并向該光柵所對(duì)應(yīng)的激光器組發(fā)出指令觸發(fā)其發(fā)射脈沖激光。通過(guò)位置傳感器和同步控制裝置二者配合以精密控制多路激光脈沖時(shí)序合成。
[0026]本發(fā)明的另一優(yōu)選方案中，采用一個(gè)繞自身做周期轉(zhuǎn)動(dòng)的光柵與所述所有的脈沖激光器組配合。所述光柵轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)所有脈沖激光器組的工作位置。通過(guò)采用此結(jié)構(gòu)，避免了光柵過(guò)多導(dǎo)致的系統(tǒng)復(fù)雜且光柵不易控制的問(wèn)題，也防止了光柵阻擋其他脈沖激光器組輸出的脈沖激光進(jìn)入主光路的情況，從而簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，節(jié)約了控制和維護(hù)成本。除此以外，光柵自身旋轉(zhuǎn)的過(guò)程有助于散熱，從而提高光柵的損傷閾值。
[0027]本發(fā)明的又一優(yōu)選方案中，將所有光柵固定在傳動(dòng)帶上，傳動(dòng)帶帶動(dòng)所有光柵朝同一個(gè)方向做周期循環(huán)運(yùn)動(dòng)，并且所有脈沖激光器組的脈沖激光的入射點(diǎn)相同。本方案避免了往復(fù)活塞運(yùn)動(dòng)需克服慣性的問(wèn)題，因此能提高光柵循環(huán)移動(dòng)的頻率，從而增大合束激光的功率。另外由于各組脈沖激光器組的脈沖激光的入射點(diǎn)相同，因此不存在需要為多個(gè)激光入射位置分別配置冷卻系統(tǒng)的問(wèn)題，從而能夠減小裝置的體積，節(jié)省制造成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1:反射式光柵多路激光合成機(jī)理示意圖；
[0030]圖2:透射式光柵多路激光合成機(jī)理示意圖；
[0031]圖3:實(shí)施例一對(duì)應(yīng)的基于循環(huán)移動(dòng)反射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4:實(shí)施例二對(duì)應(yīng)的基于上下往復(fù)移動(dòng)透射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0033]圖5:實(shí)施例三對(duì)應(yīng)的基于扇形或者圓周運(yùn)動(dòng)的透射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6:實(shí)施例四對(duì)應(yīng)的基于單個(gè)旋轉(zhuǎn)光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0036]需要說(shuō)的是，以下實(shí)施方式都是以衍射光柵將多束不同波長(zhǎng)的入射光光束合成并衍射至所需的主光路的方法為基礎(chǔ)。根據(jù)光柵方程:d(sina iisinP ) = m λ j (m =O, ±1，±2...；i = I, 2，3...)，其中，d為光柵常數(shù)，a ^為入射角，β為衍射角，m為光譜級(jí)數(shù)，XiS入射光波長(zhǎng)。adP β角度值都取正數(shù)，如果兩角分居法線異側(cè)，公式中取“一”;如果兩角分居法線同側(cè)，公式中取“ + ”。對(duì)于相同的光譜級(jí)數(shù)m，不同波長(zhǎng)λ 1、λ 2、λ 3...的光入射，分別控制各束光的入射角a 1、a 2、a 3...,使得每一束光經(jīng)過(guò)光柵后的出射光都以相同的衍射角β沿主光路出射，從而實(shí)現(xiàn)λ?、λ2、λ3...多數(shù)激光光束合成。
[0037]請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2，圖1為反射式光柵多路激光合成機(jī)理示意圖；圖2為透射式光柵多路激光合成機(jī)理示意圖。
[0038]脈沖激光器組1-1包括三臺(tái)分立的激光器1-11、1_12、1-13，分別發(fā)射波長(zhǎng)為λ 1、λ 2、λ3 的激光束 4-11、4-12、4_13，激光束 4-11、4-12、4-13 分別以 α 1、α 2、α 3 的入射角照射到反射光柵2上，入射角為激光束與光柵法線3之間的夾角。且以上參數(shù)滿足d(sin a j — β?ηβ ) = λ i7 (i = I, 2, 3, α j代表第i臺(tái)子激光器的入射角，λ i代表第i臺(tái)子激光器發(fā)出的脈沖激光的波長(zhǎng))，d為光柵常數(shù)。因此，三束子激光4-11、4-12、4-13經(jīng)過(guò)光柵2后的干涉一級(jí)最大發(fā)射光以相同的衍射角β沿主光路5出射,實(shí)現(xiàn)激光光束合成。
[0039]基于上述衍射光柵工作機(jī)理，本發(fā)明提供一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，包括兩組以上脈沖激光器組，與所述每個(gè)脈沖激光器組配合的光柵，以及同步控制裝置；其中，至少一個(gè)所述脈沖激光器組中包括兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的子激光器；所述光柵可相對(duì)所述脈沖激光器組做周期運(yùn)動(dòng)；所述同步控制裝置用于實(shí)現(xiàn)所述脈沖激光器組的開(kāi)啟停止與所述光柵進(jìn)入和離開(kāi)工作位置之間的同步，并且當(dāng)所述光柵處于所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，所述脈沖激光器組的各子激光器同時(shí)發(fā)射脈沖激光，并且第i個(gè)子激光器輸出的脈沖激光與所述光柵之間滿足光柵方程d(sin a iisinP ) = m λ j (m =0，±1，±2…)，所述同步控制裝置向所述脈沖激光器組發(fā)出指令，觸發(fā)其輸出脈沖激光，使得所述脈沖激光在所述光柵的衍射作用下進(jìn)入預(yù)設(shè)的主光路；其中，d為光柵常數(shù)，Cii為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光到光柵的入射角度，β為脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵后的衍射角，m為光譜級(jí)數(shù)，λ i為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光的波長(zhǎng)；所述光柵離開(kāi)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，不阻擋其他脈沖激光器組輸出的脈沖激光進(jìn)入主光路。此處需要說(shuō)明的是，當(dāng)所述光柵運(yùn)動(dòng)到特定位置時(shí)，所述脈沖激光器組的各個(gè)子激光器都朝光柵表面的一點(diǎn)發(fā)射脈沖激光，其后所述所有脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵的衍射以后都能進(jìn)入預(yù)設(shè)的主光路，此時(shí)這個(gè)特定位置就稱為工作位置或者脈沖激光器組的工作位置。此外需要強(qiáng)調(diào)的是，所述光柵做周期運(yùn)動(dòng)并不是必須光柵需要一直持續(xù)運(yùn)動(dòng)，光柵的運(yùn)動(dòng)時(shí)常也視乎激光束的持續(xù)時(shí)間而定，如果只需發(fā)射瞬時(shí)高功率的激光束，那么光柵運(yùn)動(dòng)時(shí)間也維持很短。下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0040]實(shí)施例一
[0041]請(qǐng)參見(jiàn)圖3，該圖為基于循環(huán)移動(dòng)反射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]本實(shí)施例一中，每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合，所述脈沖激光器組的位置固定，所述所有光柵安裝在傳動(dòng)裝置上；所述傳動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，使得所述同步控制裝置獲取所述傳動(dòng)裝置中光柵的位置信息；所述傳動(dòng)裝置包括電機(jī)和主傳動(dòng)件；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述主傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)；所述光柵安裝在所述主傳動(dòng)件上，并在所述主傳動(dòng)件的帶動(dòng)下，朝同一個(gè)方向做周期運(yùn)動(dòng)，使得所述光柵依次到達(dá)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置。
[0043]本實(shí)施例一中，脈沖激光單元包括脈沖激光器組1-1、脈沖激光器組1-2、脈沖激光器組1-3。其中，所述脈沖激光器組1-1中包含三臺(tái)分立的激光器1-11、1_12、1-13，所述脈沖激光器組1-2中包含三臺(tái)分立的激光器1-21、1-22、1-23，所述脈沖激光器組1_3中包含三臺(tái)分立的激光器1-31、1-32、1-33。每個(gè)脈沖激光器組對(duì)應(yīng)設(shè)置有與之配合的反射光柵，分別為反射光柵2-1、2-2、2-3，各個(gè)光柵的法線分別為法線3-1、3-2、3-3。本實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置包括電機(jī)和主傳動(dòng)件。主傳動(dòng)件包括帶輪6和傳動(dòng)帶7。所述傳動(dòng)帶7安裝在帶輪6上,帶輪6在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)傳動(dòng)帶7傳動(dòng)。反射光柵2-1、2-2、2-3依次安裝在傳動(dòng)帶7上，當(dāng)帶輪6帶動(dòng)傳動(dòng)帶7平移時(shí)，所述反射光柵2-1、反射光柵2-2、反射光柵2-3從左向右移動(dòng)，并依次通過(guò)上述各個(gè)脈沖激光器組的相同的入射點(diǎn)11。所述反射光柵2-1、反射光柵2-2、反射光柵2-3運(yùn)動(dòng)到所述入射點(diǎn)11時(shí)，此時(shí)光柵的位置處于與其對(duì)應(yīng)的脈沖激光器組的工作位置上，也即脈沖激光入射到光柵上的入射點(diǎn)11位置上后，經(jīng)過(guò)光柵衍射后能進(jìn)入到主光路。此處需要說(shuō)明的是，實(shí)踐中一般先設(shè)定主光路的路徑，并且光柵常數(shù)和各個(gè)子激光器發(fā)射的脈沖激光的波長(zhǎng)也是確定的，那么通過(guò)光柵方程既可以得出其入射角和衍射角之間的關(guān)系，此時(shí)通過(guò)調(diào)整光柵和脈沖激光組中子激光的位置，既可以使得入射的脈沖激光按照預(yù)設(shè)的主光路衍射出去。
[0044]本實(shí)施例一中，三個(gè)反射光柵2-1、2-2、2_3均為石英基質(zhì)，鍍金屬薄膜，刻痕數(shù)為300/mm的光柵。
[0045]其中，反射光柵2-1的法線與傳動(dòng)帶7傳動(dòng)方向的夾角為30°。脈沖激光器組1_1中激光器1-11、1-12、1-13分別發(fā)射波長(zhǎng)為1055nm、1064nm、1319nm的脈沖激光。當(dāng)反射光柵2-1運(yùn)動(dòng)到入射點(diǎn)11時(shí)，使激光器1-11、1-12、1-13的發(fā)射激光和光柵2_1形成的入射角分別為34.51°、34.7。和40.22。。通過(guò)光柵2_1衍射后，激光器1-11、1-12、1-13的三束子激光合成，沿主光路5射出。主光路5與傳動(dòng)方向12的夾角為15°。
[0046]反射光柵2-2的法線與傳動(dòng)帶7傳動(dòng)方向的夾角為35°。脈沖激光器組1_2中激光器1-21、1-22、1-23同樣發(fā)射波長(zhǎng)為1055nm、1064nm、1319nm的脈沖激光。當(dāng)反射光柵2-2運(yùn)動(dòng)到入射點(diǎn)11時(shí)，激光器1-21、1-22、1-23的發(fā)射激光和光柵2_2形成的入射角分別為41.18° >41.39°和47.54°。通過(guò)光柵2_2衍射后，激光器1_21、1_22、1_23的三束子激光合成，沿主光路5射出。
[0047]反射光柵2-3的法線與傳動(dòng)帶7傳動(dòng)方向的夾角為45°。脈沖激光器組1_3中激光器1-31、1-32、1-33同樣發(fā)射波長(zhǎng)為1055nm、1064nm、1319nm的脈沖激光，此處需要說(shuō)明的，本實(shí)施例中三個(gè)脈沖激光器組相同，都采用波長(zhǎng)為1055nm、1064nm、1319nm的子激光器，從而減少不同設(shè)備的投入，并且便于后續(xù)主光路上得到波長(zhǎng)相對(duì)統(tǒng)一的脈沖激光；當(dāng)然各個(gè)脈沖激光器組也可以不同，從而在不包含多個(gè)相同激光器的實(shí)驗(yàn)條件下，也能隨意選擇任何子激光器完成合成裝置的組裝。當(dāng)反射光柵2-3運(yùn)動(dòng)到入射點(diǎn)11時(shí)，激光器1-31、
1-32、1-33的發(fā)射激光和光柵2-3形成的入射角分別為54.74°、55。和63.6°。通過(guò)光柵
2-3衍射后，激光器1-31、1-32、1-33的三束子激光合成，沿主光路5出射。
[0048]最終在主光路5上得到高平均功率、高光束質(zhì)量的時(shí)序合成脈沖激光輸出。
[0049]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例一中采用位置傳感器9和同步控制裝置10 二者配合，以實(shí)現(xiàn)精密控制多路激光脈沖時(shí)序合成。位置傳感器9與同步控制裝置10電連接，所述位置傳感器9負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)每個(gè)光柵到達(dá)入射點(diǎn)11的情況，并將探測(cè)的位置數(shù)據(jù)傳送給同步控制裝置10。同步控制裝置10與脈沖激光器組的各激光器電連接，負(fù)責(zé)控制脈沖激光器組和光柵位置的整體同步。所述同步控制裝置10根據(jù)位置傳感器9提供的光柵位置信息，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)并向該光柵所對(duì)應(yīng)的激光器組發(fā)出指令觸發(fā)其發(fā)射脈沖激光。除此以外，同步控制裝置10可以設(shè)定光柵的移動(dòng)速度。當(dāng)光柵2-1移動(dòng)到所述入射點(diǎn)11時(shí)，光柵2-1對(duì)應(yīng)的脈沖激光器組1-1同步輸出脈沖激光4-1并入射到光柵2-1上，衍射后的脈沖激光沿主光路5出射。此時(shí)，激光器組1-2和激光器組1-3都不輸出激光。其他光柵移動(dòng)到所述入射點(diǎn)11時(shí)，脈沖激光器組的情況依次類推。本實(shí)施例一中，傳動(dòng)帶7上的光柵是循環(huán)移動(dòng)的，三個(gè)反射光柵2-1、2-2、2-3依次以特定間距固定于傳動(dòng)帶上。當(dāng)光柵2-3離開(kāi)脈沖激光器組1-3的工作位置后，光柵2-1將會(huì)緊接著進(jìn)入脈沖激光器組1-1的工作位置。此處需要強(qiáng)調(diào)的是，傳動(dòng)帶上的光柵數(shù)目還可以根據(jù)需要調(diào)整，當(dāng)然脈沖激光器組的數(shù)量也不必須是三個(gè)。此外，光柵間距與傳動(dòng)帶速度都是根據(jù)同步控制裝置控制需要設(shè)計(jì)的。
[0050]本實(shí)施例一中，所述三個(gè)反射光柵分別通過(guò)固定底座8-1、8-2、8_3固定于傳動(dòng)帶7上，具體地可以通過(guò)夾具將光柵底部固定在固定底座上，或者將光柵下部的非工作面牢靠的粘結(jié)在固定底座上。
[0051]按照上述規(guī)律，將脈沖激光器組1-1、脈沖激光器組1-2、脈沖激光器組1-3分別安裝在特定的位置，使得它們各自發(fā)射的脈沖激光在不同時(shí)刻經(jīng)各光柵衍射后按時(shí)間順序在所述主光路5上空間重合，形成一束合束脈沖激光。其中，脈沖激光器組1-1、脈沖激光器組1-2、脈沖激光器組1-3的安裝位置正好相互錯(cuò)開(kāi)，各自光路不會(huì)相互影響。
[0052]該實(shí)施例一中，利用傳動(dòng)帶7循環(huán)移動(dòng)的方式帶動(dòng)光柵周期運(yùn)動(dòng)，不存在往復(fù)活塞運(yùn)動(dòng)需克服慣性的問(wèn)題，因此能提高光柵循環(huán)移動(dòng)的頻率，從而增大合束激光的功率。另夕卜，該實(shí)施例一中，各個(gè)光柵的入射點(diǎn)相同，各束激光從同一空間位置入射相應(yīng)的光柵面，因此便于冷卻。同時(shí)由于不需要為多個(gè)激光入射位置分別配置冷卻系統(tǒng)，因此能夠減小體積，節(jié)省成本。
[0053]需要說(shuō)明的是，首先，各個(gè)脈沖激光器組中的激光器輸出的波長(zhǎng)可以不同，各個(gè)反射光柵的光柵常數(shù)也可以不同。并且，應(yīng)當(dāng)理解反射光柵和透射光柵都適用本實(shí)施例一中。其次，脈沖激光器組中的各個(gè)激光可以是固體激光器、氣體激光器或染料激光器等。最后，本實(shí)施例中，除了采用位置傳感器實(shí)現(xiàn)同步控制裝置的同步以外，還可以采用其他方式。例如，可以通過(guò)精確控制各激光器發(fā)射激光的時(shí)間來(lái)使其與光柵的移動(dòng)相匹配。
[0054]實(shí)施例二
[0055]請(qǐng)參見(jiàn)圖4，該圖為基于上下往復(fù)移動(dòng)透射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0056]本實(shí)施例二中，每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合，所述所有脈沖激光器組位于同一平面上且位置固定，每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路的兩側(cè)；所述光柵與所述脈沖激光器組在主光路方向上間隔分布，所有光柵位于與之配合的所述脈沖激光器組的前方，且安裝在各自對(duì)應(yīng)的光柵驅(qū)動(dòng)裝置上；所述光柵驅(qū)動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，在同步控制裝置的控制下，帶動(dòng)所述光柵周期運(yùn)動(dòng)。此處需要說(shuō)明的是，所有光柵位于與之配合的所述脈沖激光器組的前方指的是位于脈沖激光的傳輸方向上。
[0057]本實(shí)施例二中，脈沖激光單元包括脈沖激光器組1-1、1_2和1-3。所述激光器組1-1中包含4臺(tái)分立的激光器1-11、1-12、1-13、1-14，所述激光器組1_2中包含4臺(tái)分立的激光器1-21、1-22、1-23、1-24，所述激光器組1_3中包含4臺(tái)分立的激光器1_31、1_32、
1-33、1-34。每個(gè)脈沖激光器組對(duì)應(yīng)設(shè)置有與之配合的透射光柵，分別為透射光柵2-1、2-2、
2-3，每個(gè)光柵分別固定傳動(dòng)裝置上，并在光柵驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下相對(duì)所述脈沖激光器組做周期運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例二中光柵驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)和主傳動(dòng)件，主傳動(dòng)件為活塞驅(qū)動(dòng)裝置13-1、13-2、13-3。其中，所述活塞驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)方向垂直于所有激光器組所在的平面。本實(shí)施例二中優(yōu)選通過(guò)固定底座8-1、8-2、8-3將光柵固定在各個(gè)活塞驅(qū)動(dòng)裝置上。具體可以通過(guò)夾具固定或者將光柵下部的非工作面牢靠的粘結(jié)在固定底座上。每個(gè)光柵在活塞驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下，做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并反復(fù)進(jìn)入和移出各自的工作位置11-1、11-2和11-3。其中，由激光器組l_1、透射光柵2-1、固定底座8-1及其活塞驅(qū)動(dòng)裝置13-1 (i = 1、2、3)，組成合成單元15-1。
[0058]本實(shí)施例二和實(shí)施例一對(duì)比，其光柵不是采用同一個(gè)傳動(dòng)裝置，而是分別采用與各自配合的光柵驅(qū)動(dòng)裝置。需要說(shuō)明的是，相比于實(shí)施例一，本實(shí)施例二的光柵驅(qū)動(dòng)裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要克服一定的慣性，因此本實(shí)施例二的合成裝置的工作效率不如實(shí)施例一中的高。
[0059]需要注意的是，本實(shí)施例二中脈沖激光器組1-1、1-2、1_3的若干個(gè)子激光器分別安裝于主光路5的兩側(cè)，并在透射光柵的衍射作用下，使得脈沖激光器組各個(gè)激光器發(fā)射的脈沖激光進(jìn)入主光路5。除此以外，本實(shí)施例二中采用三個(gè)位置傳感器9-1、9-2、9-3，分別監(jiān)測(cè)透射光柵2-1、2-2、2-3的位置，并將透射光柵的位置信息傳送給同步控制裝置10。同步控制裝置10與脈沖激光器組的各激光器電連接。
[0060]以合成單元15-1為例:位置傳感器9-1負(fù)責(zé)將透射光柵2-1的位置信息傳送給同步控制裝置10。當(dāng)透射光柵2-1進(jìn)入其工作位置11-1時(shí)，同步控制裝置10根據(jù)光柵2-1的位置信息產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，并向光柵2-1所對(duì)應(yīng)的激光器組1-1發(fā)出指令，觸發(fā)其發(fā)射脈沖激光4-1。脈沖激光4-1入射到光柵2-1上。而且，脈沖激光器組1-1所發(fā)射的激光束4-1中的各子激光束入射到光柵2-1上每個(gè)入射角度，都通過(guò)光柵方程計(jì)算，使得每束子激光經(jīng)過(guò)光柵2-1衍射后,其干涉一級(jí)最大發(fā)射光發(fā)射方向5-1沿著主光路5的方向。
[0061]之后，同步控制裝置10通過(guò)控制各活塞驅(qū)動(dòng)裝置，使光柵2-1離開(kāi)其工作位置
11-1，光柵2-2進(jìn)入其工作位置11-2。此時(shí),位置傳感器9-2負(fù)責(zé)將光柵2-2的位置信息傳送給同步控制裝置10。其后的工作原理同上，因此不再贅述。合成單元15-3的工作原理也一樣。
[0062]本實(shí)施例二中，所述三個(gè)透射光柵2-1、2-2、2_3均優(yōu)選為透明石英基質(zhì)，刻痕數(shù)為800/mm的光柵。
[0063]值得一提的是，本實(shí)施例二中可以增設(shè)一臺(tái)不與任何可移動(dòng)的光柵對(duì)應(yīng)的脈沖激光器1-0，該脈沖激光器在所有可移動(dòng)的光柵均離開(kāi)所述工作位置時(shí)，直接沿著所述主光路5輸出脈沖激光。這樣，既可以提高合成激光的功率，又可以配合其它各合成單元工作頻率的設(shè)置。
[0064]綜上所述，同步控制裝置10通過(guò)位置傳感器的信號(hào)反饋，控制各脈沖激光器組的激光輸出，以及各光柵的移動(dòng)，使每個(gè)合成單元依次進(jìn)行激光合成并沿主光路5輸出，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的激光光束時(shí)序合成，進(jìn)而在主光路5上得到一定重復(fù)頻率的高功率高光束質(zhì)量的脈沖激光。
[0065]實(shí)施例三
[0066]請(qǐng)參見(jiàn)圖5,該圖為基于扇形或者圓周運(yùn)動(dòng)的透射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]和實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例三中主傳動(dòng)件為轉(zhuǎn)軸14。脈沖激光器組沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向依次分布在轉(zhuǎn)軸14的一側(cè)，并且所述所有脈沖激光器組位于同一平面上；所述每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路5的兩側(cè)；所述光柵安裝在與之配合的所述脈沖激光器組的激光傳輸方向上；且所述光柵與所述脈沖激光器組在軸向上間隔分布；所述光柵沿所述轉(zhuǎn)軸的周向依次分布，使得所述光柵在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依次經(jīng)過(guò)所述所有脈沖激光器組所在的平面，并和所述主光路5相交；并且，所述光柵在所述轉(zhuǎn)軸14上的固定位置滿足所述與之配合的脈沖激光器組的入射角度要求。本實(shí)施例三中，主光路5的方向優(yōu)選平行于轉(zhuǎn)軸14的軸線方向。轉(zhuǎn)軸14控制光柵做往復(fù)扇形運(yùn)動(dòng)或者圓周運(yùn)動(dòng)，按照一定頻率逐個(gè)進(jìn)入工作位置。需要說(shuō)明的是，轉(zhuǎn)軸14控制光柵做圓周運(yùn)動(dòng)的情形可以克服往復(fù)運(yùn)動(dòng)需要克服慣性的缺陷。本實(shí)施例三的合成裝置包括脈沖激光器組1-1、1-2、1-3，其中各個(gè)脈沖激光器組都各自包括三臺(tái)子激光器，分布于主光路5兩邊。同步控制裝置10配合位置傳感器9控制每個(gè)合成單元依次工作，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的激光光束時(shí)序合成，在主光路5上得到一定重復(fù)頻率的高功率高光束質(zhì)量脈沖激光發(fā)射。
[0068]本實(shí)施例三中，位置傳感器9還可以由編碼器代替，直接集成于轉(zhuǎn)軸14上，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)光柵位置的控制。
[0069]實(shí)施例四
[0070]請(qǐng)參見(jiàn)圖6，該圖為基于單個(gè)旋轉(zhuǎn)光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0071]和實(shí)施例一不同的是，本實(shí)施例四中只包括一個(gè)光柵，因此不需要設(shè)置傳動(dòng)裝置。
[0072]本實(shí)施例四中，脈沖激光單元包括脈沖激光器組1-1、1-2。脈沖激光器組1-1包含三臺(tái)分立的脈沖激光器1-11、1-12、1-13 ;脈沖激光器組1-2包含三臺(tái)分立的脈沖激光器
1-21、1-22、1-23。光柵2由驅(qū)動(dòng)裝置如電機(jī)驅(qū)動(dòng)，繞垂直紙面穿過(guò)光柵重心的轉(zhuǎn)軸16做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)光柵2轉(zhuǎn)動(dòng)到工作位置11-1時(shí)，脈沖激光器組1-1中三臺(tái)子激光器發(fā)射三束不同波長(zhǎng)的激光4-11、4-12、4-13，分別以不同角度入射到光柵表面，通過(guò)計(jì)算其波長(zhǎng)和入射角度，使得三束光經(jīng)過(guò)光柵衍射后的一級(jí)極大發(fā)射都由主光路5的方向出射,完成光束合成。然后由同步控制裝置10控制光柵轉(zhuǎn)動(dòng)到工作位置11-2，并且控制脈沖激光器組
1-2發(fā)射激光，同理，實(shí)現(xiàn)脈沖激光器組1-2中三束子激光4-21、4-22、4-23的光束合成，并將合成光束由主光路5的方向出射。
[0073]同理類推，通過(guò)增加光柵2的工作位置，同時(shí)增加相應(yīng)的脈沖激光器組數(shù)量，并根據(jù)衍射光柵原理設(shè)定新增脈沖激光器組中激光器的位置和其發(fā)射的子激光束入射到光柵面上的角度，從而控制光柵在每一個(gè)工作位置與相對(duì)應(yīng)的脈沖激光器組配合，進(jìn)行脈沖激光束合成后的合成光沿主光路5出射，隨著光柵2 —定頻率的轉(zhuǎn)動(dòng)，在位置傳感器9和同步控制裝置10的共同協(xié)作下，即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的脈沖激光光束時(shí)序合成，在主光路5上得到一定重復(fù)頻率的高功率高光束質(zhì)量的脈沖激光。
[0074]本實(shí)施例四中，反射光柵2優(yōu)選為石英基質(zhì)，鍍金屬薄膜，刻痕數(shù)為900/_的光柵。另外，本實(shí)施例四中，反射光柵還可以替換為凹面反射型光柵，或者透射型光柵。
[0075]本實(shí)施例四中，采用單個(gè)光柵和多個(gè)脈沖激光器組配合，并且所述光柵自轉(zhuǎn)過(guò)程中，分別對(duì)應(yīng)多個(gè)脈沖激光器組的工作位置。通過(guò)采用此結(jié)構(gòu)，不需要設(shè)置多個(gè)光柵，且光柵的運(yùn)動(dòng)也更加的簡(jiǎn)單，由此使得整個(gè)合成裝置的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)同步控制裝置的控制也更加容易實(shí)現(xiàn)。另外，光柵自身旋轉(zhuǎn)的過(guò)程有助于散熱，從而提高光柵的損傷閾值。
[0076]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，包括兩組以上脈沖激光器組，與所述每個(gè)脈沖激光器組配合的光柵，以及同步控制裝置；其中，至少一個(gè)所述脈沖激光器組中包括兩個(gè)以上不同波長(zhǎng)的子激光器；所述光柵可相對(duì)所述脈沖激光器組做周期運(yùn)動(dòng)； 所述同步控制裝置用于實(shí)現(xiàn)所述脈沖激光器組的開(kāi)啟停止與所述光柵進(jìn)入和離開(kāi)工作位置之間的同步，并且當(dāng)所述光柵處于所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，所述脈沖激光器組的各子激光器同時(shí)發(fā)射脈沖激光，并且第i個(gè)子激光器輸出的脈沖激光與所述光柵之間滿足光柵方程d(sina j + sin β ) = πιλ Jm = O, ±1，±2...),所述同步控制裝置向所述脈沖激光器組發(fā)出指令，觸發(fā)其輸出脈沖激光，使得所述脈沖激光在所述光柵的衍射作用下進(jìn)入預(yù)設(shè)的主光路； 其中，d為光柵常數(shù)，a i為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光到光柵的入射角度，β為脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵后的衍射角，m為光譜級(jí)數(shù)，λ i為第i個(gè)子激光發(fā)射的脈沖激光的波長(zhǎng)； 所述光柵離開(kāi)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置時(shí)，不阻擋其他脈沖激光器組輸出的脈沖激光進(jìn)入主光路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，還包括位置傳感器；所述位置傳感器用于監(jiān)測(cè)所述光柵的位置，并且將監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述同步控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，所述所有脈沖激光器組與同一個(gè)光柵配合；所述光柵繞以固定周期自轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中依次經(jīng)過(guò)所述所有脈沖激光器組的工作位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，所述每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合；所述脈沖激光器組的位置固定，所述所有光柵安裝在傳動(dòng)裝置上；所述傳動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，使得所述同步控制裝置獲取所述傳動(dòng)裝置中光柵的位置信息；所述傳動(dòng)裝置包括電機(jī)和主傳動(dòng)件；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述主傳動(dòng)件運(yùn)動(dòng)；所述光柵安裝在所述主傳動(dòng)件上，并在所述主傳動(dòng)件的帶動(dòng)下，朝同一個(gè)方向做周期運(yùn)動(dòng)，使得所述光柵依次到達(dá)與之對(duì)應(yīng)的所述脈沖激光器組的工作位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，所述主傳動(dòng)件包括帶輪和傳動(dòng)帶；所述傳動(dòng)帶安裝于所述帶輪上，并在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)所述光柵做周期平移運(yùn)動(dòng)；其中，所述脈沖激光器組沿所述傳動(dòng)帶傳動(dòng)方向依次分布；所述所有脈沖激光器組的脈沖激光的入射點(diǎn)相同；所述傳動(dòng)帶帶動(dòng)所述所有光柵依次經(jīng)過(guò)所述入射點(diǎn)，并且所述各個(gè)光柵在所述傳動(dòng)帶上的固定位置滿足所述與之配合的脈沖激光器組的入射角度要求，使得所述脈沖激光器組輸出的脈沖激光經(jīng)過(guò)光柵衍射后進(jìn)入主光路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置,其特征在于，所述主傳動(dòng)件為轉(zhuǎn)軸；所述脈沖激光器組沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向依次分布在轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，并且所述所有脈沖激光器組位于同一平面上；所述每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路的兩側(cè)；所述光柵安裝在與之配合的所述脈沖激光器組的激光傳輸方向上；且所述光柵與所述脈沖激光器組在軸向上間隔分布；所述光柵沿所述轉(zhuǎn)軸的周向依次分布，使得所述光柵在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，依次經(jīng)過(guò)所述所有脈沖激光器組所在的平面，并和所述主光路相交；并且，所述光柵在所述轉(zhuǎn)軸上的固定位置滿足所述與之配合的脈沖激光器組的入射角度要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置,其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)所述固定底座上的光柵做扇形往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，還包括一臺(tái)激光輸出方向位于所述主光路上的激光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，所述每個(gè)脈沖激光器組與各自的光柵配合，所述所有脈沖激光器組位于同一平面上且位置固定，每個(gè)脈沖激光器組的各個(gè)子激光器分別位于所述主光路的兩側(cè)；所述光柵與所述脈沖激光器組在主光路方向上間隔分布，所有光柵位于與之配合的所述脈沖激光器組的前方，且安裝在各自對(duì)應(yīng)的活塞驅(qū)動(dòng)裝置上，所述活塞驅(qū)動(dòng)裝置與所述同步控制裝置連接，在同步控制裝置的控制下，帶動(dòng)所述光柵做周期運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向垂直于所述激光器組所在平面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的基于衍射光柵的激光光束脈沖時(shí)序合成裝置，其特征在于，所述每個(gè)脈沖激光器組完全相同，或者每個(gè)脈沖激光器組不相同。
【文檔編號(hào)】H01S3/23GK104319619SQ201410669917
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】高宏偉, 韓琳, 彭欽軍, 薄勇, 徐一汀, 徐健, 許家林, 許祖彥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所