一种激光晶体偏振方向确认方法及系统与流程

本发明涉及激光，具体涉及一种激光晶体偏振方向确认方法及系统。

背景技术：

1、在激光技术中，激光晶体的偏振方向直接影响到激光的输出性能和稳定性。偏振方向的确认对于优化激光器设计、提高激光输出功率、降低噪声和增强激光的光束质量至关重要。无论是在激光器的研发、生产，还是在日常的维护和调试过程中，准确确认激光晶体的偏振方向都是确保激光器性能的关键步骤。

2、当前，用于确认激光晶体偏振方向的方法主要依赖于通过实验测量与多次尝试来确定，这些方法通常较为复杂且操作繁琐。具体来说，这些传统方法包括以下几个步骤：

3、(1)旋转激光泵浦源或激光晶体：传统的方法通过旋转泵浦源或激光晶体并记录输出激光的功率大小，以此来确定偏振方向。

4、(2)记录激光输出功率的变化：在旋转的过程中，输出激光的功率会随着晶体或泵浦源角度的变化而变化。通过测量并分析这些变化，可以推断出最佳的偏振匹配方向。

5、尽管上述方法可以确定激光晶体的偏振方向，但其操作复杂、耗时长且精度不高，主要存在以下几个问题：

6、操作复杂：需要多次旋转泵浦光或激光晶体，并在每次旋转时记录功率变化。这种方法需要精确的机械控制，并且对操作人员的技能要求较高。

7、耗时长：由于需要多次测量和调整，整个过程耗时较长，不利于快速确认偏振方向。这种情况在激光器的生产和维修中尤其明显，效率低下影响整体进度。

8、精度不高：旋转过程中的机械误差(例如同轴度差异)会影响测量结果的精度。在实际操作中，由于器件存在位置和角度差异，难以保证每次旋转都指向同一个出光点，从而影响测量的准确性。

9、目前，激光技术中的主要应用包括光通讯、材料加工、医疗诊断和科研等领域。在这些应用中，激光晶体的偏振方向与泵浦光源的匹配程度对实际性能有着显著影响。例如，在材料加工中，偏振方向不匹配可能导致加工质量下降或能量利用效率降低；在光通信中，偏振方向的偏差会引入不必要的信号损耗或噪声。因此，快速、准确地确认激光晶体偏振方向对这些应用的性能提升具有重要意义。在实际操作中，当前的方法主要依赖于半导体光源的偏振特性来判断晶体偏振方向。这种方法通常是利用偏振特性差异较大的半导体光源泵浦激光晶体材料：通过旋转泵浦光源或激光晶体，记录输出激光的功率大小；分析角度与激光功率的关系，根据记录的输出功率与角度的变化关系来确定最佳的偏振匹配方向。然而，这种方式存在同轴度差异和精度低的缺点，无论旋转泵浦光源还是激光晶体，因器件存在同轴度差异，即存在位置和角度差异，导致旋转过程中不能保证同一出光点，因旋转过程中光路的微小变化会影响测量结果的准确性，导致测量结果的精度不高，无法满足快速、精确的实际应用需求。

10、随着激光技术的不断发展，市场对于高效、高精度的激光器设备需求不断增加。如何简化操作流程，提高测量精度，开发出一种快速、准确且操作简便的激光晶体偏振方向确认方法，成为当前激光技术领域的一大挑战。这不仅对激光器的研发、生产具有重要意义，还能够提高激光器的应用性能，推动激光技术的发展。

11、本发明针对现有技术中的复杂操作和精度不高的问题，提出了一种简化的确认激光晶体偏振方向的方法及系统。通过采用不同状态片的设计，本发明能够快速测量激光功率变化，从而准确确定激光晶体的偏振方向，显著提升了操作效率和测量精度。这为激光器的高效研发和生产提供了有力支持，克服了传统方法中存在的主要缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对现有技术中的复杂操作、耗时长和精度不高的问题，本发明提出了一种简化的确认激光晶体偏振方向的方法及系统，通过采用不同状态片的设计，本发明能够快速测量激光功率变化，从而准确确定激光晶体的偏振方向，显著提升了操作效率和测量精度。这为激光器的高效研发和生产提供了有力支持，克服了传统方法中存在的主要缺陷。

2、本发明采用以下技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种激光晶体偏振方向确认方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤一、连接泵浦源并通电，将激光晶体悬挂：

5、将泵浦源连接到电源并启动，将待确认偏振方向的激光晶体悬挂于泵浦源上端面预设位置处；

6、步骤二、状态片ⅰ的测量：

7、将状态片ⅰ置于泵浦源和激光晶体之间，旋转状态片ⅰ与泵浦光方向成0°角，记录此时测得的功率值，称为功率ⅰ；

8、步骤三、状态片ⅱ的测量：

9、保持激光晶体和泵浦源的位置不变，将状态片ⅱ置于泵浦源和激光晶体之间，旋转状态片ⅱ与泵浦光方向成45°角，记录此时测得的功率值，称为功率ⅱ；

10、步骤四、判断偏振方向：

11、比较功率ⅰ和功率ⅱ的大小；如果功率ⅰ大于功率ⅱ，则确认激光晶体当前的安装方向为正确的偏振方向；如果功率ⅰ小于功率ⅱ，则将激光晶体旋转90°后重新安装，再次进行步骤二和步骤三的测量。

12、作为本发明的进一步方案，所述泵浦源为提供稳定泵浦光源的半导体激光器，将待确认偏振方向的激光晶体悬挂于泵浦源上端面1毫米的位置处。

13、作为本发明的进一步方案，状态片ⅰ与状态片ⅱ均为泵浦激光对应的1/2波长玻片。

14、作为本发明的进一步方案，若激光晶体被加工成棒状，状态片ⅰ和状态片ⅱ均绕各自玻片的中心轴旋转设置，泵浦激光经过玻片入射到棒状激光晶体中。

15、作为本发明的进一步方案，玻片的旋转测量时，玻片的旋转度数乘以2为当前泵浦光源的偏振方向，同时记录泵浦激光的偏振状态和输出功率。

16、作为本发明的进一步方案，旋转测量时，记录出光功率最大位置时偏振片对应的最大旋转角度为α，根据记录的旋转角度α，计算激光晶体的偏振方向为2α。

17、第二方面，本发明还提供了一种激光晶体偏振方向确认系统，该系统包括以下组成：

18、泵浦源，用于提供泵浦光源；

19、激光晶体，悬挂于泵浦源上端面预设位置处，为待确认偏振方向的激光晶体；

20、状态片，置于泵浦源和激光晶体之间，状态片包括状态片ⅰ和状态片ⅱ，对应泵浦激光1/2波长的玻片，用于改变泵浦光的偏振状态；

21、功率测量装置，用于测量激光输出功率的装置。

22、作为本发明的进一步方案，所述泵浦源为半导体激光器或泵浦激光源。

23、作为本发明的进一步方案，所述激光晶体为矩形晶体或棒状晶体。

24、作为本发明的进一步方案，所述状态片ⅰ旋转至与泵浦光方向成0°角时，记录此时测得的功率值为功率ⅰ；所述状态片ⅱ旋转至与泵浦光方向成45°角时，记录此时测得的功率值为功率ⅱ。

25、作为本发明的进一步方案，所述功率测量装置为功率探测器，用于记录出光功率最大位置时偏振片对应的最大旋转角度α，根据记录的旋转角度α，计算激光晶体的偏振方向为2α。

26、与现有技术相比，本发明提出的激光晶体偏振方向确认方法及系统，显著提升了激光晶体偏振方向确认的效率和精度，具有以下优点：

27、1.操作简便：简化了操作步骤，减少了对操作人员技能的依赖。

28、2.快速测量：能够快速测量和判断激光晶体的偏振方向，提高了测量效率。

29、3.准确性高：通过精确记录功率值和旋转角度，确保测量结果的高精度。

30、4.广泛适用性：适用于不同形状和类型的激光晶体，具有广泛的应用前景。

31、综上所述，本发明的激光晶体偏振方向确认方法及系统适用于激光器的研发、生产和维护，显著提高了工作效率和产品质量，推动了激光技术的发展。

32、本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，所述泵浦源为提供稳定泵浦光源的半导体激光器，将待确认偏振方向的激光晶体悬挂于泵浦源上端面1毫米的位置处。

3.如权利要求2所述的激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，状态片ⅰ与状态片ⅱ均为泵浦激光对应的1/2波长玻片。

4.如权利要求3所述的激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，若激光晶体被加工成棒状，状态片ⅰ和状态片ⅱ均绕各自玻片的中心轴旋转设置，泵浦激光经过玻片入射到棒状激光晶体中。

5.如权利要求4所述的激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，玻片的旋转测量时，玻片的旋转度数乘以2为当前泵浦光源的偏振方向，同时记录泵浦激光的偏振状态和输出功率。

6.如权利要求5所述的激光晶体偏振方向确认方法，其特征在于，旋转测量时，记录出光功率最大位置时偏振片对应的最大旋转角度为α，根据记录的旋转角度α，计算激光晶体的偏振方向为2α。

7.一种激光晶体偏振方向确认系统，其特征在于，用于执行权利要求1-6中任意一项所述激光晶体偏振方向确认方法，所述激光晶体偏振方向确认系统，包括：

8.如权利要求7所述的激光晶体偏振方向确认系统，其特征在于，所述泵浦源为半导体激光器或泵浦激光源。

9.如权利要求8所述的激光晶体偏振方向确认系统，其特征在于，所述激光晶体为矩形晶体或棒状晶体。

10.如权利要求9所述的激光晶体偏振方向确认系统，其特征在于，所述状态片ⅰ旋转至与泵浦光方向成0°角时，记录此时测得的功率值为功率ⅰ；所述状态片ⅱ旋转至与泵浦光方向成45°角时，记录此时测得的功率值为功率ⅱ。

技术总结
本发明提供了一种激光晶体偏振方向确认方法及系统，涉及激光技术领域，该方法通过连接泵浦源并通电，将激光晶体悬挂，将状态片Ⅰ置于泵浦源和激光晶体之间，旋转状态片Ⅰ与泵浦光方向成0°角，记录此时测得的功率值，称为功率Ⅰ；保持激光晶体和泵浦源的位置不变，将状态片Ⅱ置于泵浦源和激光晶体之间，旋转状态片Ⅱ与泵浦光方向成45°角，记录此时测得的功率值，称为功率Ⅱ；比较功率Ⅰ和功率Ⅱ的大小，如果功率Ⅰ大于功率Ⅱ，则确认激光晶体当前的安装方向为正确的偏振方向；如果功率Ⅰ小于功率Ⅱ，则将激光晶体旋转90°后重新安装，再次进行步骤二和步骤三的测量，能够显著提升激光晶体偏振方向确认的效率和精度。

技术研发人员：亓玉凯
受保护的技术使用者：青岛镭创光电技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5