[发明专利]一种激光增益装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于激光光强控制技术领域，特别是涉及一种激光增益装置及方法。

背景技术

激光由于其亮度高、单色性好、准直和聚焦性能好，已在科学研究、军事国防、工业加工、天文观测和信息传播等领域得到的广泛的应用。在实际应用当中，人们都希望获得均匀光强分布或接近高斯形光强分布的激光光束。例如在激光刻蚀加工领域，就需要得到光强分布尽量均匀的平顶光束以达到最理想的刻蚀效果；而在需要激光聚焦的情况下(如激光焊接、激光打孔、激光的光纤耦合)，就希望得到光强分布尽量接近高斯型光束，从而提高激光聚焦后的光强并降低激光在焦点处的光斑大小。

现有的光强分布控制技术都是透射衰减式的，且在实际应用中会受到如激光光强、孔径等因素的限制。申请号为02820338.0的中国专利申请公开了一种薄膜半导体器件及其制造方法，是直接利用具有一定光强透过率分布的掩膜改变光束的强度分布并用于半导体器件的光刻，该方法需要探测激光的强度分布后，设计、加工出对应透过率分布的掩膜，从而实现对激光强度分布的控制，但由于需要曝光、显影、定影等工艺，掩膜的制造时间较长，使该方法对激光的光斑分布的控制的实时性收到影响；另一方面，该方法实际上是对光强衰减的，将会是激光的功率受到损失；此外这种透射式掩膜的损伤阈值比较低，也限制了其应用于高功率激光。专利号为01256697.7的中国专利公开了一种液晶光阀激光束空间整形装置，提到利用液晶光阀对激光的光强分布进行控制，但该方法同样也是只能通过衰减实现对激光光强分布的控制，无法解决激光损失和损伤问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：现有技术获得均匀光强分布或接近高斯形光强分布的激光光束只能通过衰减实现，无法解决激光损失和损伤问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光增益装置。

其中，所述装置包括增益介质、泵浦源、光学元件和控制器，所述增益介质设置在激光的光路上，并接收由泵浦源发出的泵浦光，所述控制器与泵浦源相连接，用于控制泵浦源向增益介质发出泵浦光，所述泵浦光经由光学元件进入增益介质，所述控制器还与光学元件相连接，用于控制经过光学元件的泵浦光的光强分布。

优选地，所述光学元件包括液晶光阀、透镜组和反射镜，在泵浦源和增益介质之间依次设有液晶光阀、透镜组和反射镜，所述控制器与液晶光阀相连接。

优选地，所述光学元件包括变形镜和傅里叶变换镜，在泵浦源和增益介质之间依次设有变形镜和傅里叶变换镜，所述控制器与变形镜相连接。

优选地，所述增益介质为N_d:YVO4。

本发明还提供了一种激光增益方法，在激光的光路上设有接收到泵浦光的增益介质，所述泵浦光经由与控制器相连接的光学元件进入增益介质，所述控制器控制经过光学元件的泵浦光的光强分布，使得泵浦光入射进增益介前的光强分布在预设值的容限范围内，以控制增益介质内的增益分布，从而实现将激光的光强分布调制为均匀分布或高斯分布。

优选地，所述控制器控制泵浦光在入射增益介质前的光强在I_pH(x，y)容限范围内，