一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法及相关装置与流程

1.本技术涉及激光技术领域，尤其涉及一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法及相关装置。


背景技术：

2.超快激光器由于具备冷加工的优势，被广泛应用于在军事、科研、工业以及医疗等领域，基于可饱和吸收体(sesam，semiconductor saturable absorber mirror)的超快激光种子源是目前超快激光器的核心方案。但是由于sesam工作时承载的激光脉冲的峰值功率密度已接近于本身的损伤阈值，因而极易被损伤，损伤后的sesam无法继续产生超短脉冲，因而基于sesam的超快种子源虽然稳定性好，却受sesam的使用寿命的影响而导致种子源寿命较短。为了增长基于sesam的超快种子源的寿命，目前往往是针对sesam进行处理，即采用sesam换点工作的方式增加超快种子源的寿命。但现有的sesam换点工作方式均采取机械sesam换点分方式，并且存在sesam与聚焦透镜相对运动的情况以及存在sesam和聚焦透镜共轴偏离的情况，而两者的共轴要求在um量级，共轴微小偏离将导致整个sesam反射模块插损不一致，进一步会导致超快激光种子源工作异常。


技术实现要素：

3.本技术提出一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法及相关装置，以解决现有技术中更换sesam工作点操作复杂、超快激光种子源稳定性差的技术问题。
4.第一方面，本技术提出一种基于可饱和吸收体的激光装置，所述装置包括：热沉模块、可饱和吸收体、聚焦模块、位移模块、平移反射模块；所述热沉模块与所述平移反射模块相对设置，所述平移反射模块与所述热沉模块相对的一侧具有反射功能；所述热沉模块与所述平移反射模块相对的一侧设置有所述可饱和吸收体，所述热沉模块上与所述可饱和吸收体同一水平上设置有第一通口，所述聚焦模块穿过所述第一通口设置于所述热沉模块上；其中，所述可饱和吸收体与所述聚焦模块相对静止，所述平移反射模块包含有直角反射镜，用于实现所述反射功能；所述聚焦模块用于接收激光光源发出的光，并将所述光聚焦到所述平移反射模块，所述平移反射模块用于将所述光反射到所述可饱和吸收体；所述可饱和吸收体用于将所述光通过所述平移反射模块沿原路反射回所述聚焦模块；所述位移模块用于改变所述平移反射模块的角度和水平位置，以改变所述光照射在所述可饱和吸收体的位置。
5.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述位移模块为伺服电机组件或压电陶瓷组件。
6.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述直角反射镜由两面平面反射镜垂直固定而形成；所述平移反射模块具备以下特性：同一平面同一波长的光平行入射至所述直角反射镜，均会经过平移后平行反射回该平面，且所有光束从平面入射到反射回该平面所经历的光程一致。
7.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述激光装置还包括封装外壳，所述封装外壳上设置有所述热沉模块与所述位移模块，所述封装外壳用于封装所述热沉模块、所述可饱和吸收体、所述聚焦模块、所述位移模块以及所述平移反射模块。
8.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述封装外壳左侧开设有第二通口，位移控制线穿过所述第二通口与所述位移模块连接；所述位移控制线用于为所述位移模块供电，还用于传输控制信号给所述位移模块。
9.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述位移控制线与所述第二通口的空隙填充紫外固化胶。
10.第二方面，本技术提出一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法，所述方法包括：根据所述可饱和吸收体水平方向的长度、所述可饱和吸收体竖直方向的长度、初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块的水平右移的最大位移量，并确定所述位移模块的水平位移范围；选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围；根据所述水平位移范围控制所述位移模块位移，并根据所述最大旋转偏离角度控制所述位移模块在所述旋转偏离角度范围内旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
11.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围，包括：按照以下公式计算所述位移模块的最大旋转偏离角度：b/(4*( io y)*cos（θmax）)=sin（θmax）且在不同旋转偏离角度时，满足以i为圆心，2（io y）*cos（θ）为半径的关系；其中，b为所述可饱和吸收体的竖直方向的长度，io为初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离，i为光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点，o为初始工作时所述直角反射镜的中心点，θ为旋转偏离角度；其中，y为所述位移模块在所述水平位移范围内的任一位置，y处于[-x，a/4]之间，a为所述可饱和吸收体的水平方向的长度，x是所述位移模块水平右移的最大位移量。
[0012]
第三方面，本技术提供一种计算机设备，包括存储器以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于执行存储在所述存储器中的一个或多个计算机程序，所述一个或多个处理器在执行所述一个或多个计算机程序时，使得所述计算机设备实现上述第二方面的稳定的可饱和吸收体多点工作方法。
[0013]
第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处
理器实现上述第二方面的稳定的可饱和吸收体多点工作方法。
[0014]
本技术可以实现如下有益效果：本技术通过使sesam与聚焦透镜（聚焦模块）相对静止，从而保证sesam与聚焦透镜的中心轴无论移动结果如何均保持绝对的一致，进而提高多点sesam工作的稳定性，保证超快种子源的稳定性，进一步提高种子源系统的使用寿命。
附图说明
[0015]
图1为本技术实施例提供的一种基于可饱和吸收体的激光装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法的流程示意图；图3为本技术实施例提供的一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法的位移控制方式示意图；图4为本技术实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0016]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0018]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0019]
本技术提出一种基于可饱和吸收体的激光装置，如图1所示，所述装置包括：热沉模块2、可饱和吸收体3、聚焦模块4、位移模块5、平移反射模块6；热沉模块2与平移反射模块6相对设置，平移反射模块6与热沉模块2相对的一侧具有反射功能；热沉模块2与平移反射模块6相对的一侧设置有可饱和吸收体3，热沉模块2上与可饱和吸收体3同一水平上设置有第一通口7，聚焦模块4穿过所述第一通口7设置于热沉模块2上；其中,可饱和吸收体3与聚焦模块4相对静止，平移反射模块6包含有直角反射镜，用于实现所述反射功能；聚焦模块4用于接收光源发出的光，并将所述光聚焦到平移反射模块6，平移反射模块6用于将所述光反射到可饱和吸收体3；可饱和吸收体3用于将所述光通过所述平移反射模块6沿原路反射回聚焦模块4；位移模块5用于改变平移反射模块6的角度和水平位置，以改变所述光照射在可饱和吸收体3的位置。
[0020]
其中，外部光源射出的光经过聚焦模块4，再经过位移模块5上设置的平移反射模
块6反射后入射到可饱和吸收体3。可饱和吸收体3镀有高反膜，入射到可饱和吸收体3的光会被可饱和吸收体3沿原路反射到平移反射模块6，经过平移反射模块6反射后，沿原路反射回聚焦模块4。
[0021]
具体的，平移反射模块6包含有直角反射镜，所述直角反射镜由两面平面反射镜垂直固定而形成；平移反射模块6具备同一平面同一波长的光平行入射至直角反射镜均会经过平移后平行反射回该平面，且所有光束从平面入射到反射回该平面所经历的光程一致的特性。
[0022]
具体的，聚焦模块4包含有聚焦透镜。
[0023]
具体的，热沉模块2可以由金属铜材料制成，不仅能够用于固定聚焦模块4和可饱和吸收体3，还能够快速的吸收可饱和吸收体3的热量，进而实现为可饱和吸收体3快速的散热，提升可饱和吸收体3的使用寿命。
[0024]
具体的，可饱和吸收体3与聚焦透镜（聚焦模块4）相对静止，且可饱和吸收体3中心点与聚焦模块4的中心点和平移反射模块6的中心点处于同一水平面，从而保证可饱和吸收体3与聚焦透镜的中心轴无论移动结果如何均保持绝对的一致，进而提高多点可饱和吸收体3工作的稳定性，保证超快种子源的稳定性，进一步提高种子源系统的使用寿命。
[0025]
在一个实施例中，位移模块5为伺服电机组件或压电陶瓷组件。
[0026]
在一个实施例中，所述激光装置还包括封装外壳1，封装外壳1上设置有热沉模块2与位移模块5，封装外壳1用于封装热沉模块2、可饱和吸收体3、聚焦模块4、位移模块5以及平移反射模块6。
[0027]
具体的，封装外壳1可以由金属铜材料制成，能够很好的完成对热沉模块2、可饱和吸收体3、聚焦模块4、位移模块5以及平移反射模块6的封装，保证可饱和吸收体3处于密闭空间，降低由于湿度环境对可饱和吸收体3的潮解，能很大程度上提高可饱和吸收体3的使用寿命。
[0028]
在一个实施例中，封装外壳1左侧开设有第二通口8，位移控制线穿过所述第二通口8与位移模块5连接；所述位移控制线用于为位移模块5供电，还用于传输控制信号给位移模块5。
[0029]
具体的，通过位移控制线，能够控制位移模块5转动，进而带动平移反射模块6转动，实现可饱和吸收体3的换点工作。
[0030]
具体的，所述位移控制线与所述第二通口8的空隙填充紫外固化胶。
[0031]
在一个实施例中，如图2所示，本技术提出一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法，所述方法基于图1所述的基于可饱和吸收体的激光装置实现。所述方法包括：步骤201，根据所述可饱和吸收体水平方向的长度、所述可饱和吸收体竖直方向的长度、初始工作时所述直角反射镜的中心点和激光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块的水平右移的最大位移量。
[0032]
步骤202，选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、初始工作时所述直角反射镜的中心点和激光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围。
[0033]
具体的，可饱和吸收体可以是如图1所示的基于可饱和吸收体的激光装置中的可
饱和吸收体3，直角反射镜可以是如图1所示的基于可饱和吸收体的激光装置中的平移反射模块6所包含的直角反射镜，聚焦模块可以是如图1所示的基于可饱和吸收体的激光装置中的聚焦模块4.具体的，如图3所示，我们先假设abcd分别为可饱和吸收体3的四个角，可饱和吸收体3在水平左右ab长为a，可饱和吸收体3在竖直方向bc长为b，且初始入射点经过平移反射模块后入射至可饱和吸收体的位置为可饱和吸收体3中心点时，水平左右方向控制相对简单，只需满足左右移动量为a/4到a/4之间即可，即初始工作时直角反射镜的中心点o左移至左移动最大位置中心点o1的距离为a/4，初始工作时直角反射镜的中心点o右移至右移动最大位置中心点o2的距离也为a/4。旋转方向的控制相对复杂，需结合水平左右运动方向进行说明。基于此，本技术只考虑简单的工作范围，即工作范围在弧bc和弧i"i"'范围内。所以在本技术中，首先需确认旋转透射至b点和c点时的中心点o3相对于o的位置，也就是先确定位移模块5水平右移的最大位移量，依据图3可得如下所示关系：ii2’=2(io-a/4)tan(θ)=ci2’/ii2’=b/(4*( io-a/4))sin(θ)= ci2’/icic=2*io3*cos(θ)io3=io-x联立上式可得o3相对于o的水平右移的最大位移量x的值，该值由可饱和吸收体3的水平长度a、可饱和吸收体3的竖直长度b及初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离io共同决定。即在旋转时我们仅考虑水平位移量相对于o左移a/4和最大右移量x的范围，也就是水平位移的范围在[-x，a/4]之间。在这个范围内的最大旋转角有如下关系：此处我们设o点的水平位移量为y，也就是设位移模块5在水平位移范围内的任一位置为y，其中左移为正值，右移为负值，y的范围在[-x，a/4]之间：b/(4*( io y)*cos（θmax）)=sin（θmax）由上式可得最大旋转角θmax，即在o点的水平位移量为y时位移模块5可顺时针和逆时针各旋转θmax，也即所述位移模块5的旋转偏离角度范围为[-θmax，θmax]。且在不同角度θ时其满足以i为圆心，2（io y）*cos（θ）为半径的关系。由于可饱和吸收体3与聚焦模块4相对静止，因此在得到位移模块5可顺时针和逆时针各旋转θmax后，便能够对应的调整平移反射模块6的角度，从而改变可饱和吸收体3的工作点。
[0034]
其中，b为可饱和吸收体3的竖直方向的长度，io为初始工作时直角反射镜的中心点和激光从聚焦模块4入射至直角反射镜时与直角反射镜的交点的距离，i为光从聚焦模块4入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点，o为初始工作时所述直角反射镜的中心点，θ为旋转偏离角度。
[0035]
步骤203，根据所述水平位移范围控制所述位移模块位移，并根据所述最大旋转偏离角度控制所述位移模块在所述旋转偏离角度范围内旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
[0036]
其中，位移模块可以是如图1所示的基于可饱和吸收体的激光装置中的位移模块5。
[0037]
具体的，在得出位移模块5的最大旋转角θmax后，便能在位移模块5不同的水平位移下调整对应的角度，进而使得平移反射模块6在不同的水平位移下调整对应的角度，从而改变可饱和吸收体3的工作点。
[0038]
本技术中，可饱和吸收体3中心点与聚焦模块4的中心点和平移反射模块6的中心点处于同一水平面，从而保证可饱和吸收体3与聚焦透镜的中心轴无论移动结果如何均保持绝对的一致，进而提高多点可饱和吸收体3工作的稳定性，保证超快种子源的稳定性，进一步提高种子源系统的使用寿命。
[0039]
如图4所示，在一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备可以是一种基于可饱和吸收体的激光装置、或与一种基于可饱和吸收体的激光装置连接的终端或服务器。如图4所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法。网络接口用于与外接进行通信。本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0040]
在一个实施例中，本技术提供的一种稳定的可饱和吸收体多点工作方法可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图4所示的计算机设备上运行。
[0041]
一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时，使得该处理器执行如下步骤：根据所述可饱和吸收体水平方向的长度、所述可饱和吸收体竖直方向的长度、初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块的水平右移的最大位移量，并确定所述位移模块的水平位移范围；选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围；根据所述水平位移范围控制所述位移模块位移，并根据所述最大旋转偏离角度控制所述位移模块在所述旋转偏离角度范围内旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
[0042]
在一个实施例中，选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围，包括：按照以下公式计算所述位移模块的最大旋转偏离角度：b/(4*( io y)*cos（θmax）)=sin（θmax）且在不同旋转偏离角度时，满足以i为圆心，2（io y）*cos（θ）为半径的关系；其中，b为所述可饱和吸收体的竖直方向的长度，io为初始工作时所述直角反射镜
的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离，i为光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点，o为初始工作时所述直角反射镜的中心点，θ为旋转偏离角度；其中，y为所述位移模块在所述水平位移范围内的任一位置，y的处于[-x，a/4]之间，a为所述可饱和吸收体的水平方向的长度，x是所述位移模块水平右移的最大位移量。
[0043]
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，使得该处理器执行如下步骤：根据所述可饱和吸收体水平方向的长度、所述可饱和吸收体竖直方向的长度、初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块的水平右移的最大位移量，并确定所述位移模块的水平位移范围；选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围；根据所述水平位移范围控制所述位移模块位移，并根据所述最大旋转偏离角度控制所述位移模块在所述旋转偏离角度范围内旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
[0044]
在一个实施例中，选择所述水平位移范围内的任一位置，根据所述可饱和吸收体的竖直方向的长度、所述初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离计算所述位移模块在所述任一位置时的最大旋转偏离角度，并确定所述位移模块的旋转偏离角度范围，包括：按照以下公式计算所述位移模块的最大旋转偏离角度：b/(4*( io y)*cos（θmax）)=sin（θmax）且在不同旋转偏离角度时，满足以i为圆心，2（io y）*cos（θ）为半径的关系；其中，b为所述可饱和吸收体的竖直方向的长度，io为初始工作时所述直角反射镜的中心点和光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点的距离，i为光从所述聚焦模块入射至所述直角反射镜时与所述直角反射镜的交点，o为初始工作时所述直角反射镜的中心点，θ为旋转偏离角度；其中，y为所述位移模块在所述水平位移范围内的任一位置，y的处于[-x，a/4]之间，a为所述可饱和吸收体的水平方向的长度，x是所述位移模块水平右移的最大位移量。
[0045]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink) dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0046]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0047]
以上该实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。