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专利号: 2022109442897
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多脉冲激光器,其特征在于,包括:

光探测器和控制器,以及至少一个可调泵浦源、激光谐振腔、激光晶体和调Q模块,其中,所述调Q模块以及激光晶体设置于所述激光谐振腔内;

所述可调泵浦源,配置为沿光路方向向所述激光谐振腔内射入泵浦光,且能够通过所述控制器的调整控制指令调整所述泵浦光的泵浦光光强;

所述激光谐振腔为Z型腔,包括沿光路依次设置的输入镜、第一反射镜、第二反射镜和输出镜,所述激光晶体位于所述输入镜和所述第一反射镜之间,所述调Q模块位于所述第二反射镜和所述输出镜之间;

所述调Q模块,配置为在所述控制器的输出控制指令的控制下使所述激光谐振腔在每个抽运周期中以多脉冲的方式向外输出激光;

所述光探测器,临近所述第二反射镜设置,配置为接收所述第二反射镜输出的探测信号,以获得所述激光谐振腔内的激光光强;

所述控制器,分别与所述可调泵浦源、所述调Q模块和所述光探测器电信号连接,配置为:基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令;在每个抽运周期内,基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令;响应于所述调整控制指令,控制所述可调泵浦源调整泵浦光光强,以使所述调Q模块基于对应抽运周期的输出控制指令控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光;

其中,所述多脉冲激光包括在一个抽运周期内的多个脉冲激光;所述抽运周期至少包括每个脉冲激光的脉冲时间段;预设脉冲损耗光强包括在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内每个脉冲激光的预设损耗光强的和;

所述控制器配置为在每个抽运周期内基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令,包括:获取所述激光谐振腔内的当前激光光强、当前检测时间点和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点;

基于所述预设脉冲损耗光强和预设固有损耗光强获得总损耗光强;

基于所述总损耗光强和所述当前激光光强获得待补充光强;

基于所述开始时间点和所述当前检测时间点获得所述激光谐振腔内激光的跃迁时间段;

基于所述待补充光强和所述跃迁时间段获得所需跃迁速率;

基于所述所需跃迁速率和所述激光谐振腔的跃迁模型获得所述可调泵浦源的所需泵浦光光强;

基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令。

2.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述可调泵浦源包括分别与所述控制器电信号连接的第一可调泵浦源和第二可调泵浦源;

所述控制器配置为基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令,包括:基于所述第一可调泵浦源的第一最大光强和所述第二可调泵浦源的第二最大光强获得光强比;

基于所述光强比对所述所需泵浦光光强进行分配,获得所述第一可调泵浦源的第一所需泵浦光光强和所述第二可调泵浦源的第二所需泵浦光光强;

基于所述第一所需泵浦光光强生成所述第一可调泵浦源的第一调整控制指令,以及,基于所述第二所需泵浦光光强生成所述第二可调泵浦源的第二调整控制指令。

3.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令,包括:基于每个抽运周期中每个脉冲的预设峰值生成对应抽运周期中对应脉冲的峰值控制指令。

4.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令,包括:基于每个抽运周期中每个脉冲的预设脉宽值生成对应抽运周期中对应脉冲的脉宽控制指令。

5.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令,包括:基于每个抽运周期中相邻两个脉冲的预设脉冲间隔值生成对应抽运周期中相邻两个脉冲的脉冲间隔控制指令。

6.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令,包括:基于每个抽运周期的预设周期值生成对应抽运周期的周期控制指令。

7.根据权利要求1所述的多脉冲激光器,其特征在于,所述总损耗ε满足如下关系:ε=Z+ξ(t)

Z为固有损耗,ξ(t)为Q开关引入的时间相关损耗,ξ(t)满足如下关系:其中,Lq为调Q的基础损耗因子,Ta为一个抽运周期内的高损耗持续的时间;Tb为一个抽运周期内的低损耗持续的时间,k为高低损耗比例系数,t为时间。