[发明专利]一种利用热效应控制激光光束指向角的方法

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种利用热效应控制激光光束 指向角的方法。

技术背景

在激光器的应用中，常常要根据应用的需求，使激光光束发生偏 转，以实现激光光束向特定方向的照射。例如，为了利用激光跟踪运 动目标,需要激光束跟随目标而偏转，通常的方法是采用机械装置转 动激光器或有关光学元件实现光束的偏转。机械转动平台通常故障率 较高，而且由于实际应用环境中各种扰动的存在，很容易出现较大的 偏离。为了克服机械转动偏转光束的缺点，我们设计了一种利用热透 镜控制(或改变)激光光束指向角的方法，完全摒弃了机械转动装置 的不足。

当激光经过介质传输时，通常有部分的激光能量会被介质吸收， 造成激光能量损失，同时引起介质的温度升高，导致介质的折射率发 生变化，称之为激光的热效应现象。对于圆形对称的激光光斑，这种 热效应的后果就是在介质中形成一种类似凸(凹)透镜的效应，称为 介质热透镜，本发明就是采用介质热透镜实现激光光束的偏转。

发明内容

本发明的目的是提出一种利用热效应控制激光光束指向角的方 法，以便在不采用机械转动装置情况下，方便、快捷调节激光光束的 传播方向，使激光光束能及时跟踪目标。

本发明的目的是这样实现的，一种利用热效应控制激光光束指向 角的方法，其特征是：至少包括工作激光器、热控激光器和激光介质， 工作激光器发出一个波长为λ₁的激光光束，波长为λ₁的激光光束通过 耦合单元进入激光介质后输出；热控激光器发出波长为λ₂的激光光束 进入激光介质，激光介质吸收波长为λ₂的激光光束的能量，在波长为 λ₁的激光光束通过激光介质的光路上产生热效应，调整波长为λ₂的激 光能量大小，控制波长为λ₁的激光光束偏转方向。

所述的热控激光器包括一个或一个以上的多个激光器，一个或一 个以上的多个激光器作用在波长为λ₁的激光光束的光路附近，使热控 激光器到工作激光器光路中心的距离应处在热控激光器在激光介质 产生的热效应作用范围之内,由此控制波长为λ₁的激光光束产生偏转 方向。

所述的热控激光器或直接或通过空间耦合装置照射到激光介质 上，使激光介质产生热效应。

所述工作激光器或热控激光器是固体激光器、光纤激光器、半导 体激光器或气体激光器。

所述的激光介质应对发出的激光波长λ₁的激光光束是透明的。

所述的激光介质对发出波长λ₂的激光光束是吸收率大于70％以 上。

所述的激光介质至少包括薄片状、圆柱状。

所述的工作激光器的输出光经过空间耦合后进入激光介质，工作 激光器进入激光介质后或沿激光介质的中心光轴或偏离中心光轴传 播；热控激光器输出光通过空间耦合到达激光介质中,与工作激光器 光路的距离应确保所产生的热效应能够作用于工作激光的光路上。

所述的激光介质连接有热沉，通过热沉和热控激光的能量调节激 光介质中的热效应。

本发明的优点是：工作激光器发出一个波长为λ₁的激光光束通过 耦合单元进入激光介质后输出，在激光介质内热效应的作用下发生指 向角的偏转；热控激光器发出波长为λ₂的光束进入介质的设计位置， 激光介质吸收热控激光器的能量，产生所要求的热效应，确保激光束 传播方向按照所要求的方向偏转。

附图说明

下面将结合实例对本发明做进一步说明：

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例2结构示意图；

图3是本发明实施例3结构示意图。

图中：1.工作激光器；2.工作激光器的光束耦合单元；3.热沉； 4.激光介质；5.热控激光器；6.热控激光器的光束耦合单元。

具体实施方式

实施例1