[发明专利]一种快速开关光及功率调节的MOPA激光器及控制方法

说明书

本发明公开了一种快速开关光及功率调节的MOPA激光器及控制方法，该激光器包括：控制单元、目标种子源、协同种子源、耦合模块、放大组件和输出机构；其中，所述控制单元用于分别控制所述目标种子源和协同种子源的激光输出，所述目标种子源、耦合模块、放大组件和输出机构沿激光输出方向依次连接，和/或所述协同种子源、耦合模块、放大组件和输出机构沿激光输出方向依次连接。本发明基于双种子源结构、输出结构及控制方法，实现激光的快速开关和功率调节，解决了机械开关响应慢的问题，同时解决利用声光开关光在高功率使用过程中器件损伤问题以及衍射导致的额外激光损耗问题，尤其适用于高平均功率、高峰值功率、大脉冲能量激光输出和谐波输出。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种快速开关光及功率调节的MOPA激光器及控制方法。

背景技术

激光加工因其高效率、高精度、非接触加工等方式日益成为加工的首选方式，被广泛应用于各种精细加工过程中。而随着行业的不断发展，对激光器的要求也越来越高，包括更短波长、更高峰值功率，更大脉冲能量方向等。在这些加工过程中需要对激光器进行精密控制，其控制的精度、效率等对加工效果会有比较大的影响，因此对激光器的开关时间提出了更高的要求。

传统的激光器外部控制方式包括声光调制技术和机械开关技术，其中机械开关技术可以承受更高的功率且结构简单，但是其开关速度慢，开关过程光斑形状变化严重，无法满足激光加工的需求。声光调制技术(AOM)对激光输出的调制，通过门控(Gate)信号给出高低电平控制通过AOM的激光，分为1级光(出光)或0级光(挡住、不出光)，从而实现激光器的快速开关，声光调制具有开关时间短(10-100ns)的优点，但其1级输出存在光转化效率低的问题，通常为80％左右，从而导致约20％的激光输出损失。

发明内容

本发明实施例提供了一种快速开关光及功率调节的MOPA激光器及控制方法，旨在实现激光器的快速开关光和功率调节。

本发明实施例提供了一种快速开关光及功率调节的MOPA激光器，包括：控制单元、目标种子源、协同种子源、耦合模块、放大组件和输出机构；其中，所述控制单元用于分别控制所述目标种子源和协同种子源的激光输出，所述目标种子源、耦合模块、放大组件和输出机构沿激光输出方向依次连接，和/或所述协同种子源、耦合模块、放大组件和输出机构沿激光输出方向依次连接。

进一步的，所述目标种子源为目标脉冲种子源或目标连续种子源，且所述目标种子源为目标脉冲种子源时，脉宽范围为毫秒级～飞秒级，所述目标脉冲种子源为但不限于锁模激光器、调Q激光器、光纤激光器、固体激光器或者二极管激光器中的任意一种。

进一步的，所述协同种子源为协同脉冲种子源或协同连续种子源，且所述协同种子源为协同脉冲种子源时，脉宽范围为毫秒级～飞秒级，所述协同脉冲种子源为但不限于锁模激光器、调Q激光器、光纤激光器、固体激光器或者二极管激光器中的任意一种。

进一步的，所述协同种子源的峰值功率低于所述目标脉冲种子源的峰值功率；

和/或，所述协同种子源的波长不同于所述目标连续种子源的波长。

进一步的，所述放大组件为光纤放大组件、固体放大组件、行波放大组件或者再生放大组件中的任意一种或者多种组合，所述放大组件的输入端与所述耦合模块相连接，所述放大组件的输出端与所述输出机构相连接。

进一步的，所述目标种子源为目标脉冲种子源时，所述协同种子源为协同脉冲种子源或者协同连续种子源，所述输出机构为光学谐波输出系统。

进一步的，所述目标种子源为目标种子源时，所述协同种子源的波长与所述目标种子源波长不同，所述输出机构包含但不限于双色分光镜和其他色散分光元件，所述输出机构选择性的输出目标种子源放大后的激光信号，协同种子源放大后的激光信号被阻挡，达到输出选择的目的。