[实用新型]一种用于高功率激光系统的杂散光吸收体

说明书

本实用新型涉及一种用于高功率激光系统的杂散光吸收体，属于高功率激光技术领域，所述吸收体包括基座及位于基座上方的黑色吸收玻璃，所述黑色吸收玻璃包括倾斜设置的第一吸收面、第二吸收面，所述第一吸收面和第二吸收面远离基座的一端相交接，且交接处设为倒角形成过渡面，本实用新型通过设置倒角形成过渡面，有效的解决了高功率激光系统中吸收体吸收面交界处易发生损伤的难题，简单紧凑，成本低，操作简便，既能满足杂散光不返回原光路，又能够满足杂散光吸收体与空气的界面上不发生损伤喷溅，可用于高功率激光系统中任何一类高能量密度的杂散光吸收，具有较高的经济效益。

技术领域

本实用新型属于高功率激光技术领域，具体地说涉及一种用于高功率激光系统的杂散光吸收体。

背景技术

在较为复杂的高功率激光系统中，除了主激光之外，还有大量的杂散光存在系统之中。为保证高功率激光系统中大量光学元件的安全性，对杂散光需要进行控制和吸收。为使杂散光光束尽可能被吸收而不会返回原光路，吸收体的结构形式通常为斜面，这就使得吸收体两个受光面交界处产生锐利的劈尖结构。在实际应用过程中，这种劈尖结构在较高功率的激光辐照下极易发生损伤从而产生喷溅，在现有的杂散光吸收装置及方法中，尚没有一种在较高功率激光辐照下，能够同时满足杂散光不返回原光路且劈尖结构不发生损伤喷溅的吸收体。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于光场分布特性的用于高功率激光系统的杂散光吸收体，能够同时满足杂散光不返回原光路且劈尖结构不发生损伤喷溅。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于高功率激光系统的杂散光吸收体，包括基座及位于基座上方的黑色吸收玻璃，所述黑色吸收玻璃包括倾斜设置的第一吸收面、第二吸收面，所述第一吸收面和第二吸收面远离基座的一端相交接，且交接处设为倒角形成过渡面。

进一步，所述过渡面对应的曲率半径为r，所述第一吸收面与第二吸收面之间的夹角为α，在夹角α保持不变时，将过渡面的作用视为一个F数不变的透镜，作为入射光的杂散光入射至黑色吸收玻璃内部形成光场，则光场焦点的特征尺度为λF保持不变(λ表示杂散光的中心波长)，此时，过渡面处的激光功率P与过渡面的受光面积成正比，则P∝r，无吸收时光场焦点处的光强I与焦点的特征尺度成正比，同时，光强I也与曲率半径成正比，则I∝r。

进一步，考虑介质的吸收，假设杂散光在黑色吸收玻璃中传输到光场焦点的距离相同，且所述距离为焦距f，则I_a∝rexp(-αf)，其中，I_a表示有吸收时光场焦点处的光强，则其中，n₂为黑色吸收玻璃折射率，n₁为真空折射率。

进一步，有吸收时光场焦点处的光强I_a小于黑色吸收玻璃的损伤阈值，从而降低黑色吸收玻璃的损伤风险。

另，本实用新型还提供一种用于高功率激光系统的杂散光吸收体的制备方法，包括如下步骤：

S1：根据黑色吸收玻璃的损伤阈值，获得过渡面的曲率半径范围；

S2：根据黑色吸收玻璃的折射率以及步骤S1中得到的曲率半径范围，得到过渡面的曲率半径；

S3：根据步骤S2中得到的曲率半径，完成黑色吸收玻璃的设计；

S4：将黑色吸收玻璃置于基座上方，并将基座垂直于杂散光入射方向即可。

进一步，所述步骤S1中，黑色吸收玻璃位于基座上方，其包括倾斜设置的第一吸收面、第二吸收面，所述第一吸收面和第二吸收面远离基座的一端相交接，且交接处设为倒角形成过渡面。