一种固态激光器的功率自优化方法与流程

1.本发明涉及固态激光器技术领域，尤其是一种固态激光器的功率自优化方法。


背景技术：

2.紫外固态激光器由于在光学测量、原子分子物理、光谱学、非线性光学、激光医疗、激光雷达和光电对抗等领域有重大应用价值，成为目前在电光器件研究领域的一个前沿课题，从微光刻到打标、打印，紫外激光器的应用是目前工业激光市场增长最快的部分，这应归功于十分成熟的全固态紫外激光器技术以及短波长激光在加工上特有的优点。
3.紫外固态激光在使用的过程中需要做到功率稳定，一旦功率出现波动，就会给后续的应用带来困难。功率稳定性、光斑质量等性能参数决定了激光应用的前景。此外，激光功率出现波动后，能否快速检查出问题根源以及解决问题，也影响着固态激光器的使用。


技术实现要素：

4.本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种固态激光器的功率自优化方法，本发明的技术方案如下：
5.一种固态激光器的功率自优化方法，包括：
6.s1，控制系统根据期望功率判断是否存在满足期望功率的预存功率；
7.s2，若存在，则控制系统将固态激光器的当前参数组合调整至与预存功率对应的预存参数组合；否则，控制系统确定与期望功率最接近的预存功率，并将固态激光器的当前参数组合调整至与最接近的预存功率对应的预存参数组合；
8.s3，控制系统判断固态激光器的输出功率是否满足期望功率；
9.s4，若不满足，控制系统对固态激光器的参数组合进行粗调，使得输出功率满足期望功率；否则，直接进入s5；
10.s5，控制系统对固态激光器的参数组合进行精调，以稳定固态激光器的输出功率。
11.进一步的，固态激光器包括功率探测器、泵浦源、sesam晶体和至少一个倍频晶体，参数组合包括泵浦源的电流、温度参数，sesam晶体的温度、位置参数，至少一个倍频晶体的温度、位置参数；功率探测器用于探测固态激光器的输出功率和基频光功率。
12.进一步的，若s4中的控制系统对固态激光器的参数组合进行粗调无法使得输出功率满足期望功率，则方法还包括：
13.控制系统对固态激光器进行自检，并输出自检结果。
14.进一步的，预存参数组合的确定方法包括：
15.确定预存功率，预存功率不大于固态激光器可输出的最大功率；
16.在保持其它参数不变的基础上，控制系统调节泵浦源的电流、温度，记录基频光功率和输出功率，当输出功率达到预存功率时，自动记录并保存当前泵浦源的电流、温度参数组合；
17.在保持其它参数不变的基础上，控制系统分别调节sesam晶体和至少一个倍频晶
体的温度，找到输出功率达到预存功率时所对应的温度点，并自动记录并保存sesam晶体的温度参数和至少一个倍频晶体的温度参数组合；
18.在保持其它参数不变的基础上，控制系统分别调节sesam晶体和至少一个倍频晶体的上下、左右、前后相对位置，找到输出功率达到预存功率时所对应的位置点，并自动记录并保存sesam晶体的位置参数和至少一个倍频晶体的位置参数组合。
19.进一步的，控制系统对固态激光器进行自检，并输出自检结果，包括：
20.控制系统基于固态激光器的输出功率和基频光功率输出自检结果，自检结果用于指示固态激光器的输出功率、基频光部分以及倍频部分达标或不达标。
21.进一步的，基于固态激光器的输出功率和基频光功率输出自检结果，包括：
22.若输出功率低于设定功率，则输出用于指示固态激光器的输出功率不达标的自检结果，并继续下一步检测；否则结束自检流程；
23.若基频光功率低于设定基频光功率，则输出用于指示固态激光器的基频光部分不达标的自检结果，并结束自检流程；否则继续下一步检测；
24.利用输出功率与基频光功率计算倍频效率，若倍频效率下降超过第一阈值，则输出用于指示倍频部分不达标且至少一个倍频晶体损坏的自检结果；若倍频效率下降超过第二阈值且不大于第一阈值，则输出用于指示至少一个倍频晶体性能下降的自检结果。
25.本发明的有益技术效果是：
26.本技术公开了一种固态激光器的功率自优化方法，通过控制系统可实现固态激光器各模块参数的监测，实现电流、温度、位置等参数的高精度控制调节，保证各模块在最有效的状态下工作，并实现激光功率的自动优化调节；用户可自设定激光工作功率，控制系统通过控制各个模块的工作条件，保证出光功率稳定；进一步的，控制系统还可监控激光器工作状态，自主检测激光器性能。
附图说明
27.图1是本技术的的固态激光器的功率自优化方法流程图。
28.图2是本技术的带有控制系统的固态激光器结构示意图。
具体实施方式
29.下面对本发明的具体实施方式做进一步说明。
30.一种固态激光器的功率自优化方法，包括：
31.s1，控制系统根据期望功率判断是否存在满足期望功率的预存功率。
32.s2，若存在，则控制系统将固态激光器的当前参数组合调整至与预存功率对应的预存参数组合；否则，控制系统确定与期望功率最接近的预存功率，并将固态激光器的当前参数组合调整至与最接近的预存功率对应的预存参数组合。
33.较优的，预存参数组合的确定方法包括：
34.确定预存功率，预存功率不大于固态激光器可输出的最大功率；
35.在保持其它参数不变的基础上，控制系统调节泵浦源的电流、温度，记录基频光功率和输出功率，当输出功率达到预存功率时，自动记录并保存当前泵浦源的电流、温度参数组合；
36.在保持其它参数不变的基础上，控制系统分别调节sesam晶体和至少一个倍频晶体的温度，找到输出功率达到预存功率时所对应的温度点，并自动记录并保存sesam晶体的温度参数和至少一个倍频晶体的温度参数组合；
37.在保持其它参数不变的基础上，控制系统分别调节sesam晶体和至少一个倍频晶体的上下、左右、前后相对位置，找到输出功率达到预存功率时所对应的位置点，并自动记录并保存sesam晶体的位置参数和至少一个倍频晶体的位置参数组合。
38.在一个实施例中，确定sesam晶体或至少一个倍频晶体的最佳温度点时，以功率与温度的变化曲线作为评判标准，调整晶体的控温温度，可以0.05度为一步，同时记录激光输出功率，最终可以找到激光输出功率达到预存功率时对应的温度点；确定sesam晶体或至少一个倍频晶体的最佳位置点时，分别调整sesam晶体或至少一个倍频晶体的上下、左右、前后位置，可以0.1mm为单位，记录不同方向位置变化与输出激光功率的关系，最终可以找到激光输出功率达到预存功率时对应的位置点，先寻找单个方向的最佳位置点，再寻找另一个方向。
39.s3，控制系统判断固态激光器的输出功率是否满足期望功率。
40.s4，若不满足，控制系统对固态激光器的参数组合进行粗调，使得输出功率满足期望功率；否则，直接进入s5。
41.s5，控制系统对固态激光器的参数组合进行精调，以稳定固态激光器的输出功率。
42.具体的，固态激光器包括功率探测器、泵浦源、sesam晶体和至少一个倍频晶体，参数组合包括泵浦源的电流、温度参数，sesam晶体的温度、位置参数，至少一个倍频晶体的温度、位置参数；功率探测器用于探测固态激光器的输出功率和基频光功率。
43.其中，在上述步骤s3、s5、s6中，控制系统对固态激光器的参数组合进行调整、粗调、精调都采用了与确定预存参数组合相同或相似的方法，即分别对泵浦源的电流、温度进行调节，对sesam晶体和倍频晶体的温度、位置进行调节，以找到满足输出功率需求的参数组合。
44.较优的，若s5中的控制系统对固态激光器的参数组合进行粗调无法使得输出功率满足期望功率，则方法还包括：
45.控制系统对固态激光器进行自检，并输出自检结果。
46.具体的，该自检过程包括：控制系统基于固态激光器的输出功率和基频光功率输出自检结果，自检结果用于指示固态激光器的输出功率、基频光部分以及倍频部分达标或不达标。
47.较优的，基于固态激光器的输出功率和基频光功率输出自检结果，包括：
48.若输出功率低于设定功率，则输出用于指示固态激光器的输出功率不达标的自检结果，并继续下一步检测；否则结束自检流程；
49.若基频光功率低于设定基频光功率，则输出用于指示固态激光器的基频光部分不达标的自检结果，并结束自检流程；否则继续下一步检测；
50.利用输出功率与基频光功率计算倍频效率，若倍频效率下降超过第一阈值，则输出用于指示倍频部分不达标且至少一个倍频晶体损坏的自检结果；若倍频效率下降超过第二阈值且不大于第一阈值，则输出用于指示至少一个倍频晶体性能下降的自检结果。
51.在一个实施例中，设定功率可为功率探测器出厂功率的95％；第一阈值为功率探
测器出厂倍频效率的25％；第二阈值为功率探测器出厂倍频效率的10％。
52.以上所述的仅是本技术的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。