[发明专利]种子光注入主从匹配方法及使用该方法的种子光注入系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种种子光注入主从匹配方法，尤其涉及一种非侵入式的种子光注入主从匹配方法。本发明还涉及一种使用该方法的种子光注入系统。

背景技术

在激光输出装置中，往往使用种子光注入技术。种子光注入技术用低功率高稳定的种子光源(或称主激光器)控制功率振荡器(或称从动振荡器)，达到纯化输出光谱稳定输出频率和缩短起振时间的目的，在工业、医疗、军事、科研等领域有广泛的应用。没被种子光注入的振荡器随机起振，在竞争中建立输出模式。注入种子光后，与种子光波长相近的模式在一开始便占据绝对优势，从而快速稳定的建立输出模式。种子光注入技术的关键在于注入的种子光与从动振荡器的谐振纵模实时匹配，或称主从匹配。

然而，传统的种子光注入技术要求输出稳定的种子光源，通常是单模种子光源。而主从匹配则依靠实时调节从动振荡器的光腔长度因而谐振纵模实现。此外，注入的种子与从动振荡器输出的相位差必须锁定。种子光注入的时间与从动振荡器起振的时间必须同步。

图1b为一种现有技术种子光注入系统功能简图。其中，种子光注入系统101包括一种子光源110，驱动电路150，稳频装置115，光束整形组件160，从动激光器120，泵浦源130，腔长稳定装置125，锁模装置112，和信号同步器140。现有技术的种子光源110的输出180经过稳频装置的作用，例如通过行波环形腔产生单模输出，而具有固定波长。为了能与具有固定波长的种子光频率匹配，从动激光器120的腔长必须被实时调整。常用的调整方法如将腔端镜贴在压电陶瓷致动器上，再通过由实时腔长与参考值比较而产生的反馈信号驱动压电陶瓷致动器，进而快速调整从动激光器腔长。种子光源与从动激光器输出的相位必须被锁定。

传统的种子光注入技术结构复杂、操作困难、价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种过程简单，操作方便的种子光注入主从匹配方法。

本专利发明的主从匹配方法基于传统设计相反的理念：种子光源产生波长连续扫描的注入信号，从动振荡器的光腔长度无须控制而可自由波动，在动态中实现主从匹配。

本发明的目的通过提供以下技术方案来实现：

一种种子光注入主从匹配方法，包括以下步骤：产生波长连续扫描的种子光；将波长连续扫描的种子光注入受控激光振荡器；注入的种子光波长连续扫描，范围覆盖一或多个受控激光振荡器纵模；受控激光振荡器在泵浦源的作用下建立粒子数反转，产生受激辐射；受激辐射中与注入的种子光波长匹配的模式占据优势，输出波长与注入的种子光相等或相近的激光。

进一步的，产生波长连续扫描的种子光进一步包括以下步骤：

射频调制种子光源的驱动电流；

以射频变化的驱动电流产生波长连续扫描的种子光；

根据对扫描范围的要求调整调制深度。

进一步的，还包括以下步骤，根据受控激光振荡器输出波长的要求调整种子光源的工作温度。

本发明的另一目的是提供一种结构简单，成本低廉的种子光注入系统。

本发明的目的通过提供以下技术方案来实现：

一种使用上述种子光注入主从匹配方法的种子光注入系统，包括：产生波长连续扫描的光子束的种子光的种子光源；提供射频调制电流以驱动种子光源的驱动电路；对前述光子束进行整形的光束整形组件；接收整形后的光子束的受控激光振荡器，所述受控激光振荡器腔长自由改变；为受控激光振荡器提供能量流的泵浦源，所述种子光源的连续波长覆盖受控激光振荡器的一个或多个纵模而达成动态主从匹配。

进一步的，所述种子光源能够以以下任意一种组合模式工作：单模；、多模、连续，准连续、脉冲；所述光束整形组件为包括一个或多个光学隔离器的光学元件，所述光学元件对光束整形并将光束按指定的方向送达指定的元件。

进一步的，所述受控激光振荡器为包括光纤振荡器的一体化结构件。

进一步的，所述驱动电路为种子光源提供射频调制的驱动电流，其中射频调制的驱动电流由一直流偏置与一射频信号叠加而成。

进一步的，所述种子光源与一的热电温控器热接触，所述热电温控器的温度可调节。

进一步的，所述种子光源和光学元件被集成在一自含式模块中以直接控制受控激光振荡器的输出。