[发明专利]晶体透镜自适应补偿热透镜激光谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及一项固体激光器的热透镜补偿技术，其作用在于提高激光光束质量和输出功率稳定性，属于激光技术领域。

背景技术

大功率高亮度固体激光器其谐振腔的基本结构是，激光棒位于全反射镜和输出耦合镜之间，与全反射镜相邻，偏振器位于光路上。这种激光器在大功率运转时不可避免地出现热透镜效应，这一效应因积累在激光棒中的热能而产生，激光棒端面由平面变为凸球面，形成一个等效透镜，也称为热透镜，在本专利申请中称之为激光棒热透镜，这一效应导致光束质量下降。现有技术采用补偿的方式解决这一技术问题。一篇刊登在《物理学报》2000，49(8)：1495～1498、题为“可自适应补偿热透镜效应的固体激光谐振腔”文献公开了一项解决方案。该方案的特征在于，在激光谐振腔内加入一个短焦距透镜，固定于激光棒一端，激光棒热透镜位于该短焦距透镜的焦点处，二者组成一个透镜组。短焦距透镜被设计为能够补偿激光器在正常工作温度下所产生的热透镜效应。然而，在激光器工作过程中，谐振腔温度处在变化中，这种变化具有随机性、波动性，因此，热透镜的焦距也随之变化。所以，这就需要激光谐振腔能够实现自适应补偿，于是，该方案在变换圆图解方法分析基础上，采取轴移调节一个腔镜的措施实现自适应补偿。该方案可以解决大功率高亮度固体激光器在热透镜效应大幅度变化的情况下基本光学模的动力学稳定运行。

发明内容

现有技术存在的不足在于，在轴移调节过程中存在机械运动，严重影响系统稳定性。为了克服现有技术的这一不足，实现固体激光器激光谐振腔热透镜自适应补偿，我们提出了一项称为晶体透镜自适应补偿热透镜激光谐振腔的技术方案。

本发明是这样实现的，由电光晶体透镜与激光棒热透镜组成望远系统，电光晶体透镜置于电场中，温度传感器与激光棒热透镜接触，并与温度-电压调制电路相连，温度-电压调制电路还与电场电极相连，并且：

1f1[E(Tr)]+1f2(Tr)-d1f1[E(Tr)]1f2(Tr)=0...(1)]]>

式中：f₁是电光晶体透镜焦距，f₂是激光棒热透镜焦距，d是电光晶体透镜和激光棒热透镜间距，E是电场强度，T_r是激光棒热透镜温度。