一种激光器输出的控制方法及激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光处理技术领域，特别是涉及一种激光器输出的控制方法及激光器。
【背景技术】
[0002]目前，激光器是指通过其内置的声光Q开关控制输出光脉冲的激光器，具体的，激光器在栗浦开始时使其谐振腔处在低Q值状态，使谐振腔内的振荡不能生成，当激光上能级反转粒子数就至积累到最大值时，突然使声光Q开关的驱动电压上升至最大值，谐振腔内振荡迅速建立起来，在极短的时间内激光上能级反转粒子数被消耗，转变为谐振腔内的光能量，在谐振腔的输出端以单一脉冲形式将能量释放出来，并且单一脉冲的峰值和功率均很高。
[0003]当单一脉冲释放完成后，声光Q开关的驱动电压回调至低值，重新累积激光上能级反转粒子数，生成下一个单一脉冲。由于在声光Q开关的一个工作周期内，其只输出的一个单一脉冲，单一脉冲不单单峰值和功率高，输出的时间也比较长，当单一光脉冲直接打被加工物体上，容易成造在被加工物体面附近的热量堆积导致被加工物体形变。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种激光器输出的控制方法，能够实现在声光Q开关的同一工作周期内输出至少两个光脉冲，并且单个光脉冲的能量低，输出时间短。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种激光器输出的控制方法，包括使所述激光器的栗浦源，向所述激光器的谐振腔内输入栗浦光；在所述激光器的增益介质吸收存储所述栗浦光累积激光上能级反转粒子数的过程中，以及在声光Q开关的工作周期内，提高所述激光器的声光Q开关的驱动电压和/或提高所述栗浦源的驱动电流，并以在所述声光Q开关的驱动电压达到其最大承受电压之前，所述激光器满足谐振腔起振条件，所述激光器输出第一光脉冲；在所述激光器输出第一光脉冲后，继续在所述声光Q开关的工作周期内提高所述声光Q开关的驱动电压和/或提高所述栗浦源的驱动电流，以在所述声光Q开关的驱动电压达到其最大承受电压之前所述激光器再次满足谐振腔起振条件，所述激光器输出第二光脉冲。
[0006]其中，所述谐振腔起振条件为所述激光器的谐振腔内增益系数大于所述激光器的谐振腔内部损耗系数。
[0007]其中，在所述激光器输出第一光脉冲或所述激光器输出第二光脉冲之后，所述激光器的谐振腔内增益系数均下降；所述谐振腔内增益系数的增加速度随着所述栗浦源的驱动电流增加而增加，所述声光Q开关的Q值随着所述声光Q开关的驱动电压的增加而增加，所述激光器的谐振腔内部损耗系数随着声光Q开关的Q值的增加而减小。
[0008]其中，所述方法还包括:在所述声光Q开关的驱动电压到达其最大承受电压，并且所述增益介质的激光上能级反转粒子消除后，将所述声光Q开关的驱动电压下调至第一预定值，所述栗浦源的驱动电流下调至第二预定值，并返回所述在所述增益介质吸收存储所述栗浦光以使所述增益介质的激光上能级反转粒子数累积的过程中，提高所述声光Q开关的驱动电压以提高所述声光Q开关的Q值和/或提高所述栗浦源的驱动电流的步骤。
[0009]其中，在所述激光器输出第一光脉冲时，所述方法还包括:使所述第一光脉冲打到被加工物体上；在所述激光器输出第二光脉冲时，所述方法还包括:使所述第二光脉冲打到被加工物体上。
[0010]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是:提供一种激光器，包括:高反射率反射光纤光栅、低反射率反射光纤光栅、声光Q开关、栗浦源、控制器和增益介质，所述高反射率反射光纤光栅、增益介质和低反射率反射光纤光栅相构成谐振腔，所述声光Q开关和栗浦源均设置于所述谐振腔内，所述控制器分别与所述声光Q开关、栗浦源和增益介质连接；所述栗浦源，用于向所述谐振腔输入栗浦光；所述增益介质，用于存储所述栗浦光，累积激光上能级反转粒子数；所述控制器，用于在所述增益介质累积激光上能级反转粒子数的过程中，以及在所述声光Q开关的工作周期内，提高所述声光Q开关的驱动电压和/或提高所述栗浦源的驱动电流，以在所述声光Q开关的驱动电压达到其最大承受电压之前，所述激光器满足谐振腔起振条件，所述激光器输出第一光脉冲；在所述激光器输出第一光脉冲后，继续在所述声光Q开关的工作周期内提高所述声光Q开关的驱动电压和/或提高所述栗浦源的驱动电流，以在所述声光Q开关的驱动电压达到最大承受电压之前所述激光器再次满足谐振腔起振条件，所述激光器输出第二光脉冲；
[0011]其中，所述谐振腔起振条件为所述激光器的谐振腔内增益系数大于所述激光器的谐振腔内部损耗系数。
[0012]其中，在所述激光器输出第一光脉冲或所述激光器输出第二光脉冲之所述激光器输出每一个光脉冲后，所述激光器的谐振腔内增益系数均下降；所述谐振腔内增益系数的增加速度随着所述栗浦源的驱动电流增加而增加，所述声光Q开关的Q值随着所述声光Q开关的驱动电压的增加而增加，所述激光器的谐振腔内部损耗系数随着声光Q开关的Q值的增加而减小。
[0013]其中，所述控制器还用于:在所述声光Q开关的驱动电压到达其最大承受电压，并且所述增益介质的激光上能级反转粒子被消除后，将所述声光Q开关的驱动电压下调至第一预定值，所述栗浦源的驱动电流下调至第二预定值。
[0014]其中，所述增益介质包括氦气、氖气、红宝石、砷化镓、硫化铬硫化锌、稀土粒子和氩离子。
[0015]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明在激光器的增益介质吸收存储栗浦光，累积激光上能级反转粒子数的过程中，提高激光器的声光Q开关的驱动电压和/或提高栗浦源的驱动电流，以在声光Q开关的驱动电压达到其最大承受电压之前激光器满足谐振腔起振条件，激光器输出第一光脉冲；在输出第一光脉冲后，在声光Q开关的同一工作周期内，继续提高声光Q开关的驱动电压和/或提高栗浦源的驱动电流，以在声光Q开关的驱动电压达到其最大承受电压之前激光器再次满足谐振腔起振条件，激光器输出第二光脉冲，其中，由于第一光脉冲和第二光脉冲均是声光Q开关的同一个工作周期内输出的，实现在声光Q开关的同一工作周期内输出至少两个光脉冲，并且单个光脉冲的能量低，输出时间短。
【附图说明】
[0016]图1是本发明激光器实施方式的示意图；
[0017]图2是本发明激光器实施方式中在声光Q开关一个工作周期内输出一个光脉冲、两个光脉冲和三个光脉冲的不意图；
[0018]图3是本发明激光器实施方式中调节激光器的声光Q开关的驱动电压和/或提高栗浦源的驱动电流产生多个光脉冲的示意图；
[0019]图4是本发明激光器输出的控制方法实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0021 ] 请参阅图1，激光器20包括高反射率反射光纤光栅21、低反射率反射光纤光栅22、声光Q开关23、栗浦源24、控制器25和增益介质26，高反射率反射光纤光栅21、低反射率反射光纤光栅22和增益介质26构成谐振腔221，声光Q开关23和栗浦源24均设置于谐振腔221内，控制器25分别与声光Q开关23、栗浦源24和增益介质26连接。
[0022]栗浦源24，用于向谐振腔221输入栗浦光。增益介质26，用于存储栗浦光，累积激光上能级反转粒子数。控制器25，用于在增益介质26累积激光上能级反转粒子数的过程中以及在声光Q开关23的工作周期内，提高声光Q开关23的驱动电压和/或提高栗浦源24的驱动电流，以在声光Q开关23的驱动电压达到其最大承受电压之前激光器满足谐振腔221起振条件，激光器输出第一光脉冲，在激光器输出第一光脉冲后，继续在声光Q开关23的工作周期内提高声光Q开关23的驱动电压和/或提高栗浦源24的驱动电流，以在声光Q开关23的驱动电压达到最大承受电压之前激光器再次满足谐振腔221起振条件，激光器输出第二光脉冲。
[0023]第一光脉冲和第二光脉冲均是在同一个声光Q开关的工作周期内并且在声光Q开关23的驱动电压到达最大承受电压之前所输出的，因此，第一光脉冲和第二光脉冲的能量不是最大，并且单个脉冲的作用时间也缩短了，当第一光脉冲和第二光脉冲打到被加工物体上，可有效避免在被加工物体面附近积累热量导致被加工物体变。
[0024]需要说明的是:在激光器输出第二光脉冲后，控制器25还可以继续提高声光Q开关23的驱动电压和/或提高栗浦源24的驱动电流，并且在声光Q开关23的驱动电压达到其最大承受电压之前，以使激光器又满足谐振腔221起振条件，激光器输出第三光脉冲，如图2所示，图2表示在声光Q开关的一个工作周期内输出单个光脉冲、二个光脉冲和三个光脉冲的示意图；当然，在声光Q开关的一个工作周期内不仅可以输出单个脉冲、二个光脉冲和三个光脉冲，也可以输出四个光脉冲、五个光脉冲、六个光脉冲等等更多个的光脉冲，本领域技术人员可以通过控制声光Q开关23的驱动电压和栗浦源24的驱动电流的增幅，以满足在声关Q开关的一个工作周期激光器输出所需要数量的光脉冲。
[0025]由于激光器在输出第一光脉冲和第二光脉冲时，声光Q开关23均没有达到其最大承受电压，因此，增益介质26中累积激光上能级反转粒子数只是部分释放，没有全部释放，有利于为一下光脉冲累积激光上能级反转粒子数，如图3所示。在本实施方式中，谐振腔221起振条件为激光器的谐振腔221内增益系数大于激光器的谐振腔221内部损耗系数。声光Q开关的最大承受电压是指声光Q开关可承受的最大电压，当电压超过最大承受电压，声光Q开关就会损坏。另外，在激光器输出第一光脉冲或激光器输出第二光脉冲之后，激光器的谐振腔221内增益系数均下降。谐振腔221内增益系数的增加速度随着栗浦源24的驱动电流增加而增加，声光Q开关23的Q值随着声光Q开关23的驱动电压的增加而增加，激光器的谐振腔221内部损耗系数随着声光Q开关23的Q值的增加而减小。
[0026]进一步的，在声光Q开关23的驱动电压到达其最大承受电压，并且增益介质26的激光上能级反转粒子消除后，声光Q开关23的一个工作周期完成后，控制器25将声光Q开关23的驱动电压下调至第一预定值，栗浦源24的驱动电流下调至第二预定值，增益介质26重新累积激光上能级反转粒子。其中，第一预定值为较低数值，换而言之，在刚开始累积激光上能级反转粒子数时，降低声光Q开关