[发明专利]一种基于级联声光偏转的激光分束装置及方法

权利要求书

1.一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于，包括：N个相同的声光偏转模块和N个超声场产生模块；

N个相同的声光偏转模块依次记为第一声光偏转模块、第二声光偏转模块、…、第N声光偏转模块；

所述超声场产生模块用于产生作用在所述第N声光偏转模块上的第N超声场；

所述第一声光偏转模块用于接收以布拉格衍射角θ_B入射的入射光，所述入射光经过可调注入功率的第一超声场作用后沿所述第一超声场所在平面方向发生偏转并以布拉格衍射角θ_B出射，形成第一级出射光，未发生偏转的出射光作为下一级声光偏转模块的入射光；

第二声光偏转模块至第N声光偏转模块分别用于接收以布拉格衍射角入射的上一级声光偏转模块未发生偏转的出射光，且均在超声场的作用后使出射光发生偏转并以布拉格衍射角θ_B出射，形成第二级出射光至第N级出射光；N为大于等于2的整数；

所述第一级出射光至所述第N级出射光的出射方向均相互平行，且根据实际对各级出射光的能量需要，通过调节超声场产生模块的注入射频功率，分别控制各级出射光的能量，简易实现兼具相互平行且能量动态调整的各级出射光。

2.根据权利要求1所述的一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于：所述超声场产生模块包括射频驱动电源、压电换能单元和声光互作用介质；

所述压电换能单元为附着于所述声光互作用介质表面的一层金属片，且所述压电换能单元 中压电层两端的电极层与所述射频驱动电源相连接；所述声光互作用介质设置在所述声光偏转模块内；

工作时，施加可调能量的射频信号驱动信号源工作，在所述压电换能单元位置实现电到机械运动的转化，当机械运动作用于所述声光互作用介质时形成具有体光栅性质的能量可调的超声场。

3.根据权利要求2所述的一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于：所述压电换能单元包括LN晶体。

4.根据权利要求2所述的一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于：所述声光互作用介质包括熔石英、石英晶体、氧化碲或钼酸铅。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于：还包括超声场控制模块，所述超声场控制模块用于调节所述超声场产生模块的注入射频功率以改变所述声光偏转模块的衍射效率，实现动态改变第一级出射光至第N级出射光的分光输出。

6.根据权利要求5所述的一种基于级联声光偏转的激光平行分束装置，其特征在于：通过调节相邻声光偏转模块的水平位置以实现控制对应级次平行出射光的间距。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述的基于级联声光偏转的激光平行分束装置的分束方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

沿入射光方向依次设置N个相同的声光偏转模块，其中N为大于等于2的整数；

在N个声光偏转模块中分别设置超声场产生模块；

入射光以布拉格角θ_B入射第一声光偏转模块，在超声场产生模块产生的超声场作用下，正一级衍射光形成第一束出射光，零级衍射光继续入射到第二声光偏转模块，并同样以布拉格角θ_B入射，以此类推，由第二声光偏转模块至第N声光偏转模块分别形成以布拉格角θ_B出射的正一级衍射光，作为第二至第N级出射光。

8.根据权利要求7所述的分束方法，其特征在于：还包括调节相邻声光偏转模块之间的距离以实现调节相邻出射光光束之间的距离。

9.根据权利要求7所述的分束方法，其特征在于：还包括调节超声场产生模块的注入射频功率以改变所述声光偏转模块的衍射效率，实现动态改变第一级出射光至第N级出射光的分光输出。