[发明专利]一种平面多光束激光参数调控方法及系统

说明书

本发明涉及一种平面多光束激光参数调控方法及系统，包括对系统进行初始化，得到输出光场的全息图并生成多束入射至光斑能量和位置传感组件上的激光束；光斑能量和位置传感组件采集焦点均位于所述光斑能量和位置传感组件所在平面的多束激光束的能量和位置信息，并进行反馈调制至与预设目标能量和位置信息匹配，激光系统控制光路进行切换，以使得多束激光束通过光路入射至目标区域。本发明通过闭环反馈控制，动态调整每束激光束的参数信息，实时监测输出光束的参数信息与质量，控制灵活，保证入射至目标区域的每束激光束均达到对应的设定目标，有效减小光学系统误差,以满足照射至目标区域内的每一束激光束均能实现任意、精准地调制，达到应用要求。

技术领域

本发明涉及激光多光束参数调控技术领域，尤其涉及一种平面多光束激光参数调控方法及系统。

背景技术

可定向传播的激光具有能量密度高，单色性好、高相干性、偏振特性等优点，广泛应用于光学、物理学、微电子学和激光通讯、激光加工、激光雷达、生物工程及医学等领域。随着研究的深入以及技术的进步，并行操作、多任务处理的需求不断增加，越来越多的科研人员研究多光束技术。

多光束控制技术通常是指同时控制多束激光束各种参数的技术，常见的可控参数包括光束的数量、指向、光强分布(模式)、光强及光功率等参数。多光束控制技术与其产生方法密切相关。产生方法不同，所对应的多光束控制手段也不尽相同，多光束产生方法主要有：多激光器法、多光束干涉法、光纤束法、衍射光学元件法、空间光调制器法等。

多激光器法虽然有着可以独立控制每一束光的光强、偏振方向、振幅、功率大小等参数的优点，但是由于可能所需激光束数目的要求，所占体积、成本、复杂程度往往不能满足现代精密加工的低成本、智能化、集成化的要求。

多光束干涉法利用两束或多束相干光进行组合，干涉形成明暗相间、具有梯度变化的干涉光场，存在衍射效率低，在实际应用过程中，绝大多数光都被浪费，而且受限于其干涉产生的本性，其对光束的独立控制能力不足，目前干涉法仍无法独立调节任一光束的参数。基于光纤束法、衍射光学元件法同样无法独立调节任一光束的参数。

现有技术中，通过算法计算生成全息图，加载到可编程空间光调制器上，可以灵活控制光束数量。如，公开号CN106735875B的中国专利于2019年1月18日公开的一种基于液晶空间光调制器的激光柔性微加工系统及方法，该专利公开了可以通过算法生成指定激光光束位置和数量的全息图，并将全息图加载到空间光调制器上，通过空间光调制器对光束数量、偏振态等进行调控。但是，该专利存在以下缺陷：(1)只能在生成全息图时对激光光束的数量和位置进行指定，不能对经调制后输出的光束的位置进行实时调控；(2)只能在生成全息图时对所有光束的位置进行统一指定，不能依据输出光束的实时状态对某个光束进行单独调控；(3)不能对多个输出光束的实际能量进行实时监测和反馈，不能对某个光束的实时能量进行单独调控；(4)被调控的所有光束具有相同的光束参数，如光强、振幅、偏振态、光束形状等。可见，现有的算法不能实现独立、准确调节任一光束的实时参数，也无法实现多光束并行处理中对任一光束的位置及能量的单独调控。