[发明专利]激光器中空间滤波器的在线监测装置及空间滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及激光设备，尤其涉及一种激光器中空间滤波器的在线监测装置及空间滤波器。

背景技术

在高功率激光系统中，空间滤波器是其中关键的技术单元之一，其光学结构比较简单，由一对共焦正透镜和在公共焦点处的一个小孔光阑组成。如图1所示，是一种空间滤波器的俯视示意图，该空间滤波器包括主体1、设于主体1两端的正透镜2以及设于两个正透镜2公共焦点处的小孔光阑3。小孔光阑3设于主体1中部的安装板101上，正透镜2与小孔光阑3之间形成空腔102，且空腔102由透明材料密封，空腔102内部抽成真空。小孔光阑3中央为透光小孔301，实现空间滤波。

空间滤波器承担着消除激光束中的高频调制，抑制后续主放大器中的小尺度自聚焦效应，对光束进行像传递的任务。通过空间滤波器实现像传递，可减少衍射效应，从而提高光束质量。此外，空间滤波器还被用来扩大光束口径，将能量逐级变高的激光束的能量密度控制在光学破坏阈值之下。同时，空间滤波器的小孔光阑还具有一定的光隔离能力，有利于抑制自激振荡和反向激光束。

在激光器的空间滤波器的调试过程中，为保证达到满意的激光输出指标，需要对激光通过空间滤波器小孔光阑的情况进行在线监视，即保证让激光从小孔光阑正中心穿过，主要是通过观察激光在小孔301上形成的光斑是否位于小孔中心来监视。传统的在线监视方式是沿着激光传输的方向放置电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)摄像装置进行监视，如放置在图1的空腔102中。但是在大型复杂高功率激光装置中，各种元器件之间结构紧凑、间隔非常小，沿激光传输正方向已没有足够的空间放置CCD摄像装置，无法做到对激光穿过空间滤波器小孔光阑的情况进行在线监视。

发明内容

针对传统的高功率激光装置无法在激光传输正方向放置CCD摄像装置观察激光传输状况的问题，提供一种激光器中空间滤波器的在线监测装置。

一种激光器中空间滤波器的在线监测装置，包括全反射三棱镜、透镜、光源以及观测单元，所述全反射三棱镜具有相互垂直的第一透射面和第二透射面以及一个反射面，所述透镜与所述全反射三棱镜的第一透射面平行，且所述透镜位于全反射三棱镜与观测单元之间，所述光源垂直照射所述全反射三棱镜的第一透射面。

优选地，还包括设于所述透镜与全反射三棱镜之间的遮光筒，所述遮光筒一端与所述全反射三棱镜的第一透射面相接，另一端与所述透镜相接。

优选地，所述观测单元设于所述透镜的两倍焦距处，且与所述遮光筒分设于所述透镜的两侧。

优选地，所述光源的发散角度为6°至10°，所述全反射三棱镜的第一透射面与所述反射面的夹角为45°至65.6°。

优选地，所述透镜为可变焦的透镜组。

此外还提供一种激光器的空间滤波器。

一种激光器的空间滤波器，包括主体、设于所述主体两端的正透镜以及设于所述正透镜之间并位于所述正透镜焦点处的光阑，所述光阑上具有光孔，所述光阑与正透镜之间形成空腔，所述空腔由透明窗口片密封，还包括在所述空腔的至少一处设置的在线监测装置，所述在线监测装置包括全反射三棱镜、透镜、光源以及观测单元，所述全反射三棱镜具有相互垂直的第一透射面和第二透射面以及一个反射面，所述第一透射面与所述透明窗口片粘合且整个全反射三棱镜设于所述空腔中，且所述全反射三棱镜的下端顶点与激光传输通路之间相互间隔，所述光源垂直照射所述第一透射面。

优选地，还包括设于所述透镜与透明窗口片之间的遮光筒，所述遮光筒一端与所述透明窗口片相接并与所述全反射三棱镜的第一透射面相对，另一端与所述透镜相接。

优选地，所述全反射三棱镜的折射系数与所述透明窗口片相同。

优选地，所述透镜为可变焦的透镜组。

优选地，所述在线监测装置的数量为两个，且对称地设于光阑两侧。

优选地，所述全反射三棱镜下端顶点处与激光传输通路之间的距离为3mm至5mm。

采用上述在线监测装置可通过全反射三棱镜改变光源的光路，将光源引入不易观测的狭小空间内的目标观测点，目标观测点被照射后的漫反射光又通过全反射三棱镜被透镜聚焦，从而实现观测。而在观测时仅需将全反射三棱镜部分或全部置于狭小空间内即可，进而实现狭小空间内的监视。

附图说明

图1为激光器中空间滤波器的结构示意图；

图2为一实施例的在线监测装置结构图；

图3(a)为较大夹角的全反射三棱镜位置调整示意图；

图3(b)为较小夹角的全反射三棱镜位置调整示意图；