[发明专利]一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置及稳定方法

说明书

本发明公开了一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置及稳定方法，该装置包括沿着激光光路依次连接的光纤分束器、延时器及幅度调制器，光纤分束器将激光分为主激光束和取样激光束，主激光束经延时器延时后进入幅度调制器；还包括光电转换模块和运算模块，光电转换模块经运算模块与幅度调制器相连，取样激光束经过光电转换模块将脉冲幅值转换为光电流信号并输入运算模块，根据光电流信号设定输出激光脉冲的幅值为标准幅值，运算模块根据标准幅值运算出取样激光束中各激光脉冲对应的限幅调制电压并输出电信号施加至幅度调制器，幅度调制器根据电信号调制主激光束的脉冲幅值以得到稳定幅值的输出激光脉冲。本发明有效提升了光纤激光脉冲的幅值稳定性。

技术领域

本发明属于激光设备技术领域，具体地说涉及一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置及稳定方法。

背景技术

大型激光装置中利用光纤激光系统作为装置的“种子源”，产生具有一定脉宽、一定能量且精密整形的激光脉冲。激光装置的主要指标如脉冲波形、同步精度以及光谱带宽等均由光纤激光系统调控，因此光纤激光系统输出指标直接决定了大型激光装置的输出品质并决定了装置实验的成败。大型激光装置通常都有数十乃至上百束激光，为提升功率一致性，需提升光纤激光系统输出能量稳定性以更精密实现能量调控。

大型激光装置光纤激光系统具有多级分束与放大结构，实现多束输出。由于系统动态随机噪声、脉冲偏振态随机扰动以及系统温度起伏等影响，光纤激光系统输出脉冲的幅值变得不稳定，因此，如何解决激光经光纤系统的幅值稳定性是目前需要解决的问题。

目前主要通过偏振态被动控制，如采用单偏振光纤传输提升偏振消光比，采用放大器泵浦源主动控制，如采用恒功率控制提升泵浦稳定性等方式实现系统输出稳定性。但上述措施不能完全补偿随机噪声等的影响，系统输出幅值稳定性不能满足装置需求。因此，提出一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置及稳定方法，实现对脉冲幅值的直接控制，从而提升系统输出幅值稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，现提出一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置及稳定方法，以实现经光纤系统输出后光路输出脉冲幅值稳定的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置，其包括沿着激光光路依次连接的光纤分束器、延时器及幅度调制器，所述光纤分束器将激光分为主激光束和取样激光束，所述主激光束经延时器延时后进入幅度调制器得到输出激光脉冲；

还包括光电转换模块和运算模块，所述光电转换模块的输出端经运算模块与幅度调制器的射频输入端相连，所述取样激光束经过光电转换模块将脉冲幅值转换为光电流信号并输入运算模块，根据光电流信号，设定输出激光脉冲的幅值为标准幅值，所述运算模块根据标准幅值运算出取样激光束中各激光脉冲对应的限幅调制电压并输出电信号施加至幅度调制器，所述幅度调制器根据电信号调制主激光束的脉冲幅值，以得到稳定幅值的输出激光脉冲。

进一步地，所述光电转换模块为光电二极管。

优选的，所述主激光束与取样激光束的分束比为99：1。

进一步地，所述标准幅值小于取样激光束中脉冲幅值的最大值。

优选的，所述标准幅值为取样激光束中脉冲幅值的最小值或均值。

一种采用如上述任一项所述的提升光纤激光脉冲幅值稳定性的装置的稳定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：激光经光纤分束器分为主激光束和取样激光束，取样激光束经光电转换，将激光功率变化转化为光生电流变化，送入运算模块，设定标准幅值，所述运算模块根据标准幅值运算出取样激光束中各激光对应的限幅调制电压并输出电信号至幅度调制器；

S2：主激光束经延时器延时后进入幅度调制器；