CN116207586A - 光束指向调整模块及其激光器以及激光器的自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供光束指向调整模块及其激光器以及激光器的自动调节方法，包括：第一反射机构，用于接收沿第一方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第二方向射出；第二反射机构，所述第二反射机构位于所述第一反射机构上射出第一激光的一侧，用于接收沿第二方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第一方向射出；第一驱动机构，配置用于调节第一反射机构的位置或者第一反射面的角度；第二驱动机构，配置用于调节第二反射机构的位置或者第二反射面的角度；确保第一激光射出的光束指向是预设指向；激光器包括调整模块；自动调整方法采用激光器实现。实现了光束指向的自动复位，自动调整输出功率，保证激光器输出稳定性。

Description

光束指向调整模块及其激光器以及激光器的自动调节方法

技术领域

本公开属于激光器技术领域，具体涉及光束指向调整模块及其激光器以及激光器的自动调节方法。

背景技术

固体紫外激光器具有效率高、寿命长和体积小等优点，并且相对其它类型的激光器具有高峰值功率、窄脉冲宽度和非接触式加工等优势，这使得固体紫外激光器开始在科研、国防、医疗及工业等领域广泛应用，且日益成为手机等智能终端屏幕面板切割行业的主要设备。因此，它成为了国内外光学研究机构和各类型公司开发研究的重点。目前，皮秒激光器的应用向着更短波长方向发展，尤其对于面板的切割，波长为343nm或者355nm的超短脉冲固体紫外激光器有着十分明显的优势。

固体紫外激光器在精密加工制造领域应用广泛，因此对激光器的长期功率稳定性和光束指向性指标要求严苛，微小的温漂或者扰动都有可能造成整个激光系统的失效，导致应用无法继续进行。

目前，最大的影响激光器功率稳定性和指向稳定性的因素是倍频模块前红外光束的指向变化和功率衰减。因此需要对固体紫外激光器作出改动，能够实现光束指向的修复，保证输出紫外光的功率和光束的稳定性。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供光束指向调整模块及其激光器以及激光器的自动调节方法。

第一方面，提供一种光束指向调整模块，包括：第一反射机构，所述第一反射机构具有第一反射面；所述第一反射面用于接收沿第一方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第二方向射出；第二反射机构，所述第二反射机构位于所述第一反射机构上射出第一激光的一侧；所述第二反射机构具有第二反射面；所述第二反射面用于接收沿第二方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第一方向射出；第一驱动机构，配置用于调节第一反射机构的反射角度；第二驱动机构，配置用于调节第二反射机构的反射角度；以确保第一激光经第一反射机构和第二反射机构反射后射出的光束指向是预设指向。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：第一标记机构，位于第一反射机构与第二反射机构之间，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第一位置坐标；第一控制机构，配置用于接收第一位置坐标，并根据第一位置坐标驱动第一驱动机构调整第一反射模块，保证第一激光沿第一预设位置射出；第二标记机构，位于第二反射机构射出第一激光的一侧，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第二位置坐标；第二控制机构，配置用于接收第二位置坐标，并根据第二位置坐标驱动第二驱动机构调整第二反射机构，保证第一激光沿第二预设位置射出。

根据本申请实施例提供的技术方案，第一标记机构以第一激光在其上形成的第一光斑的中心最亮点的坐标作为第一位置坐标；第二标记机构以第一激光在其上形成的第二光斑的中心最亮点的坐标作为第二位置坐标。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：第二检测单元，设置在第一反射机构上，用于检测第一激光的功率。

第二方面，提供一种激光器，包括前文所述的光束指向调整模块；还包括：增益模块，位于第一反射机构接收第一激光的一侧，具有输入端和输出端，用于放大输入端输入的红外激光，并从输出端输出第一激光。

根据本申请实施例提供的技术方案，种子模块，位于增益模块接收红外激光的一侧，用于发射红外激光；其上设有第一检测单元，用于检测红外激光的功率。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：倍频和频模块，位于第二反射机构输出第一激光的一侧，用于调节第一激光的功率，并输出第二激光。

根据本申请实施例提供的技术方案，倍频和频模块包括：倍频单元，包括倍频晶体，其输出端与第一热敏元件连接，其输入端与第一控温元件连接，第一热敏元件输出端与第一控温元件输入端连接；其中，第一热敏元件用于对倍频晶体温度进行监测，第一控温元件用于对倍频晶体加热或者制冷，实现对倍频晶体的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率；和频单元，包括和频晶体，其输出端与第二热敏元件连接，其输入端与第二控温元件连接，第二热敏元件输出端与第二控温元件输入端连接；其中，第二热敏元件用于对和频晶体温度进行监测，第二控温元件用于对和频晶体加热或者制冷，实现对和频晶体的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括反射投射模块，位于倍频和频模块输出第二激光的一侧，用于输入第二激光并输出第三激光；所述反射投射模块上还设有第三检测单元，所述第三检测单元用于检测第三激光的功率。

第三方面，提供一种激光器的自动调节方法，采用前文所述的激光器实现，包括如下步骤：

步骤S1，判断种子模块的种子频率是否超出预设阈值或者红外激光的功率是否低于第一预设值；

若种子频率超过预设阈值，或红外激光的功率低于第一预设值，或种子频率超过预设阈值且红外激光的功率低于第一预设值，则启动SESAM自动换点；

若种子频率未超过预设阈值且第一光功率不低于第一预设值，则进行步骤S2；

步骤S2，判断第一激光的功率是否低于第二预设值；

若第一激光的功率低于第二预设值，则调整第一激光的光束指向，使其复位至预设指向；

若第一激光的功率不低于第二预设值，则进行步骤S3；

步骤S3，判断第三激光的功率是否低于第三预设值；

若第三激光的功率低于第三预设值，则调节第二激光的功率，使得第三激光的功率提升至预设参数；

若第三激光的功率不低于第三预设值，则代表第三光功率正常。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括如下步骤：

对第三激光的功率进行实时监测；

若第三激光的功率低于第三预设值，则第三光功率数值异常，发出报警信息；

收到报警信息后，手动启动激光器的自动调节功能，自动调节系统进入工作状态，按照步骤S1-步骤S3实现激光器的自动调节；

当第三光功率不低于第三预设值时，则第三光功率数值正常，自动调节系统结束工作状态。

根据本申请实施例提供的技术方案，启动SESAM自动换点后，记录换点次数；

判断换点次数是否超过预设次数；

若换点次数未超过预设次数，则返回步骤S1；

若换点次数超过预设次数，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

根据本申请实施例提供的技术方案，调整第一激光的光束指向包括如下步骤：

判断第一位置坐标不在第一预设位置，调整第一反射机构，将第一光斑调整至第一预设位置；

判断第二位置坐标不在第二预设位置，调整第二反射机构，将第二光斑调整至第二预设位置。

根据本申请实施例提供的技术方案，将第一光斑调整至第一预设位、第二光斑调整至第二预设位置包括如下步骤：

确定第一预设位置的坐标为(x10,y10)；

获取第一位置坐标为(x1,y1)；

将第一光斑沿x方向移动x10-x0个距离，沿y方向移动y1-y10个距离；

确定第二预设位置的坐标为(x20,y20)；

获取第二位置坐标为(x2,y2)；

将第一光斑沿x轴移动x2-x20个距离，沿y轴移动y2-y20个距离。

根据本申请实施例提供的技术方案，调整第一激光的光束指向后，记录调整时间；

判断调整时间是否超过预设时间；

若调整时间未超过预设时间，则返回步骤S2；

若调整时间超过预设时间，则增加泵浦电流；

判断泵浦电流是否超限，

若泵浦电流未超限，则返回步骤S2；

若泵浦电流超限，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

根据本申请实施例提供的技术方案，调节和频晶体和倍频晶体的温度，增大第三激光的功率；

判断温度是否超过预设区间；

若温度未超过预设区间，则返回步骤S3；

若温度超过预设区间，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

本发明的有益效果：

本发明所述的调整模块实现对光束指向的调整，经过两个成对存在的第一反射机构和第二反射机构，保证调整光束指向后的光束的入射角度和出射角度是唯一的，进而实现了光束指向的自动复位，避免由于光束指向变化导致的激光器输出稳定性。

本发明所述的激光器，包含调整模块，实现了激光器的光束指向复位，保证激光器输出的稳定性。

本发明所述的激光器自动调整方法，依次判断分析影响输出稳定性的原因，并且检测在激光器在各个模块中输出光的功率，自动按照步骤实现激光器自动功率恢复和指向复位的一键操作，保证激光器输出的稳定性。无需过多的人工干预，主要靠各个环节监测模块的闭环控制，在一定程度上实现了自动化和自闭环功能，有很大的实用价值。一方面不用派专门的售后技术支持工程师现场维护，节约成本和出差费用；也不需要对技术人员进行专业培训，节省人员开支；另一方面，节省研发工程师大量的研发或生产时间；避免了开发机构专业人员上的占用和各种一系列的成本开支。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所述的调整模块及自动调整系统的结构框架示意图；

图2为本发明所述的自动调节方法的流程图。

附图标记说明：

1、种子模块；

2、放大模块；21、光纤预放大模块；22、多级固体放大模块；

3、调整模块；31、第一镜架；32、第二镜架；33、第一位敏探测器；34、第二位敏探测器；35、第一镜片；36、第二镜片；

4、倍频和频模块；41、倍频晶体；42、和频晶体；43、第一热敏元件；44、第二热敏元件；45、第一控温元件；46、第二控温元件；

5、反射透射模块；51、第一反射镜；52、第二反射镜；

6、第二检测单元；

7、第三检测单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

一种光束指向调整模块，包括第一反射机构31，所述第一反射机构31具有第一反射面；所述第一反射面用于接收沿第一方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第二方向射出；第二反射机构32，所述第二反射机构32位于所述第一反射机构上射出第一激光的一侧；所述第二反射机构32具有第二反射面；所述第二反射面用于接收沿第二方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第一方向射出；第一驱动机构，配置用于调节第一反射机构的反射角度；第二驱动机构，配置用于调节第二反射机构的反射角度；以确保第一激光经第一反射机构和第二反射机构反射后射出的光束指向是预设指向。

具体地，第一反射机构31和所述第二反射机构32通过调整其反射角度，来调整射出光束的指向至预设位置。

第一反射机构31和所述第二反射机构32为光学电动调整镜架，设有调整X轴和Y轴方向的旋钮，可以通过旋钮调整反射机构的位置进而调整其反射的光束方向，也可以通过控制模块和驱动模块实现自动调节。

需要说明的是，如果只有一个反射机构，调整光束指向至预设位置只能保证光束出射方向确定，但是光束的入射方向不是唯一的；采用两个反射机构，保证光束入射方向和出射方向都是唯一的。

本发明所述的调整模块实现对光束指向的调整，经过两个成对存在的反射机构，保证调整光束指向后的光束的入射角度和出射角度是唯一的，进而实现了光束指向的自动复位，避免由于光束指向变化导致的激光器输出稳定性。

在本发明一实施方式中，所述调整模块还包括：第一标记机构，位于第一反射机构与第二反射机构之间，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第一位置坐标；第一控制机构，配置用于接收第一位置坐标，并根据第一位置坐标驱动第一驱动机构调整第一反射模块，保证第一激光沿第一预设位置射出；第二标记机构，位于第二反射机构射出第一激光的一侧，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第二位置坐标；第二控制机构，配置用于接收第二位置坐标，并根据第二位置坐标驱动第二驱动机构调整第二反射机构，保证第一激光沿第二预设位置射出。

具体地，驱动机构和控制机构可以设置在相应的光学调整镜架上。5通过控制机构通过标记模块监测的第一激光的位置控制驱动模块对反射机构或者说光纤调整镜架的角度做相应的调整，使得光束指向调整至预设指向。

第一标记模块包括第一镜片35和第一位敏探测器33；第二标记模块包括第二镜片36和第二位敏探测器34。

0其中，第一镜片35和第二镜片36均为1064nm高反射镜片。

其中，第一位敏探测器33和第二位敏探测器34探测并路光斑位置坐标。

在本发明一实施方式中，第一标记机构以第一激光在其上形成的第一光斑的中心最亮点的坐标作为第一位置坐标；第二标记机构以第5一激光在其上形成的第二光斑的中心最亮点的坐标作为第二位置坐标。

具体地，用最亮的所在的坐标值表示光斑的位置，比确定光斑所在区域的坐标位置然后再调节，调节更加方便。最亮点一般都在光斑中心位置，可以通过提高位敏探测器的分辨率等，提高判断光斑的最亮点的准确率。

0在本发明一实施方式中，第二检测单元6，设置在第一反射机构上，用于检测第一激光的功率。

具体地，可以实时对第一激光的功率进行检测，判断激光是在哪个模块衰减，进而方便调整相应位置的功率，以保证激光器输出功率的稳定性。

5实施例二

一种激光器，包括实施例一所述的光束指向调整模块；还包括：

增益模块2，位于第一反射机构31接收第一激光的一侧，具有输入端和输出端，用于放大输入端输入的红外激光，并从输出端输出第一激光。

0请具体地参考附图1所示，图中实线箭头表示的激光的光路，即光束的路径。

其中，所述增益模块2，一般包括光纤放大模块21和多级固体放大模块22。其中多级固体放大模块22主要是基于端面泵浦的行波放大实现高功率的红外激光输出，输出的是1064nm高功率的皮秒红外基频光。第二检测单元6检测放大后的红外激光的功率，也即第一激光的功率。

所述调整模块3，将之前第一激光的光束指向恢复至初始位置。调整模块对光束指向的调整变化并不会导致第一激光的功率发生变化。

当检测功率异常时，调整光束指向时间过长，光束还是无法复位，可以通过增大泵浦电流增大第一激光的功率，以保证激光器输出的功率和指向的稳定性。

在本发明一实施方式中，还包括种子模块1，位于增益模块2接收红外激光的一侧，用于发射红外激光；其上设有第一检测单元，用于检测红外激光的功率。

所述种子模块1，可以是皮秒光纤种子模块，其采用半导体可饱和吸收镜SESAM锁模的皮秒种子源。随着使用时间的增长，SESAM感光位置出现会出现打坏现象，进而可能导致种子锁模频率和功率的变化。但是，SESAM感光面一般仅使用其中很小的一个点位，因此，当出现此类情况的时候可以使用更换SESAM感光点位的方法使其恢复正常。因此第一检测单元检测输出的种子脉冲激光的功率，若输出功率异常，可以启动SESAM自动换点，保证激光器输出的稳定。

在本发明一实施方式中，还倍频和频模块4，位于第二反射机构32输出第一激光的一侧，用于调节第一激光的功率，并输出第二激光。

具体地，所述第二激光包括紫外光、绿光和红外光。

具体地，所述倍频和频模块4是针对倍频晶体41和和频晶体42精确控温的模块，通过调整温度可以实现对激光器输出的第三激光的功率调整。

在本申请一实施例中，如图1所示，种子模块1可一键为SESAM自动换点，在一定程度上提升了种子源的使用寿命。然后经过一级光纤预放大模块21获得毫瓦量级的激光输出，而后采用高增益放大技术，实现1064nm高功率的皮秒红外基频光的输出，通过对基频光进行倍频与和频后可以得到355nm的紫外光。

在本发明一实施方式中，倍频和频模块4包括：倍频单元，包括倍频晶体41，其输出端与第一热敏元件43连接，其输入端与第一控温元件45连接，第一热敏元件43输出端与第一控温元件45输入端连接；其中，第一热敏元件43用于对倍频晶体41温度进行监测，第一控温元件45用于对倍频晶体41加热或者制冷，实现对倍频晶体41的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率；和频单元，包括和频晶体42，其输出端与第二热敏元件44连接，其输入端与第二控温元件46连接，第二热敏元件44输出端与第二控温元件46输入端连接；其中，第二热敏元件44用于对和频晶体42温度进行监测，第二控温元件46用于对和频晶体42加热或者制冷，实现对和频晶体42的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率。

具体地，倍频晶体41一般用SHG表示，和频晶体42一般用THG表示。第一热敏元件43和第二热敏元件44一般为热敏电阻。第一控温元件45和第二控温元件46一般为半导体制冷器，热敏电阻和半导体制冷器相辅相成，闭环监测实现精确控温。同时，紫外激光器，会留有一定的输出余量，不会调整到最有温度，以便后期功率衰减有可操作空间。

在一实施例中，1064nm的基频光通过二倍频晶体41SHG后，一部分1064nm的红外基频光转变为532nm波长的绿光；然后，剩余1064nm的红外光和532nm的绿光在三倍频晶体41THG中和频，产生355nm的紫外光。

在本发明一实施方式中，还包括反射投射模块5，位于倍频和频模块4输出第二激光的一侧，用于输入第二激光并输出第三激光；所述反射投射模块5上还设有第三检测单元7，所述第三检测单元7用于检测第三激光的功率。

具体地，所述第三激光为纯净的紫外激光。

具体地，反射投射模块包括第一反射镜51和第二反射镜52。第一反射镜51可以是355nm高反射片且1064nm和532nm高透射镀膜镜片；第二反射镜52可以是355nm高反射镜片。

请参考图1所示，经过倍频和频模块4，输出的光一般有三种，355nm的紫外激光、532nm的绿光以及1064nm的红外光，最终通过第一反射镜51和第二反射镜52两个特殊镀膜的反射镜输出纯净的紫外激光。

实施例三

一种激光器的自动调节方法，采用前文所述的激光器实现，包括如下步骤：

步骤S1，判断种子模块的种子频率是否超出预设阈值或者红外激光的功率是否低于第一预设值；

若种子频率超过预设阈值，或红外激光的功率低于第一预设值，或种子频率超过预设阈值且红外激光的功率低于第一预设值，则启动SESAM自动换点；

若种子频率未超过预设阈值且第一光功率不低于第一预设值，则进行步骤S2；

步骤S2，判断第一激光的功率是否低于第二预设值；

若第一激光的功率低于第二预设值，则调整第一激光的光束指向，使其复位至预设指向；

若第一激光的功率不低于第二预设值，则进行步骤S3；

步骤S3，判断第三激光的功率是否低于第三预设值；

若第三激光的功率低于第三预设值，则调节第二激光的功率，使得第三激光的功率提升至预设参数；

若第三激光的功率不低于第三预设值，则代表第三光功率正常。

请具体地参考附图2所示，由于导致激光器的输出不稳定的原因很多，因此本方法分析原因，并针对不同原因自动进行相应修复操作。

当种子频率超出预设阈值或者红外激光功率低于第一预设值，判断可能是由于SESAM感光位置被打坏，则启动SESAM自动换点。

SESAM自动换点可以采用三倍频换点技术。由于紫外光有跟高的光子能量密度，随着时间的增长，三倍频晶体41的出光镀膜面会出现退化甚至被打出坏点，导致功率下降不能正常工作，因此每隔一段时间就需要对三倍频晶体41换点，这个过程一般也是会需要厂家派专门的驻场人员现场手动操作，不仅耽误时间、耽误设备运行而且需要昂贵的成本费用。

但是随着新型非线性晶体损伤阈值和镀膜技术的不断提高，三倍频晶体41技术已经不是限制高功率皮秒紫外激光器寿命的主要因素，因此还需要发现或者排除影响激光器功率稳定性的其他因素。

因此，步骤S1后，进一步判断第一激光功率是否低于第二预设值。因为经过分析影响激光器功率稳定性一大因素之一是紫外腔外倍频模块前红外光的指向变化和功率衰减。本申请设置了调整模块3，当判断第一激光功率低于第二预设值，调整第一激光的光束指向。通过调整模块3将光束指向恢复到原始位置，且调整过程不会影响第一激光的功率。

步骤S2后，对第三激光功率进行监测，通过倍频和频模块4对晶体温度进行调整实现调整第三激光的功率。倍频晶体41与和频晶体42均为非线性晶体，要是晶体达到最高的输出效率一般需要与之匹配精确地控温，这样才能使输出的紫外光效率达到最高。其中，热敏电阻的作用是对晶体进行温度监测，而本申请通过对第一控温元件45或者第二控温元件46对晶体进行加热或者制冷的操作，以实现精确控温。

本发明分析固体紫外激光器输出不稳定的原因为功率衰减和指向变化，在激光器中设置了第一检测单元、第二检测单元以及第三检测单元，并设置了调整模块，根据三个检测单元检测的光功率，自动按照步骤实现激光器自动功率恢复和指向复位的一键操作，保证激光器输出的稳定性。每个步骤独立完成监测和调整，可行性较高，多数环节均已实现产品的工业应用，是以往很多同类产品不具备的功能，也是产品长期研发积累的经验和成果。无需过多的人工干预，主要靠各个环节监测模块的闭环控制，在一定程度上实现了自动化和自闭环功能，有很大的实用价值。一方面不用派专门的售后技术支持工程师现场维护，节约成本和出差费用；也不需要对技术人员进行专业培训，节省人员开支；另一方面，节省研发工程师大量的研发或生产时间；避免了开发机构专业人员上的占用和各种一系列的成本开支。

在本发明一实施方式中，还包括如下步骤：

对第三激光的功率进行实时监测；

若第三激光的功率低于第三预设值，则第三光功率数值异常，发出报警信息；

收到报警信息后，手动启动激光器的自动调节功能，自动调节系统进入工作状态，按照步骤S1-步骤S3实现激光器的自动调节；

当第三光功率不低于第三预设值时，则第三光功率数值正常，自动调节系统结束工作状态。

具体地，对第三激光的功率进行实时监测后，当然也可以在第三激光的功率数值异常时自动进入调整状态，但是这样的话可能会出现频繁动作，导致光束的波动更加不稳定。因此，监测到输出功率异常，手动启动调整系统，进入调整状态，并按照所述方法对激光器自动调整，实现一键恢复功能。

在本发明一实施方式中，启动SESAM自动换点后，记录换点次数；

判断换点次数是否超过预设次数；

若换点次数未超过预设次数，则返回步骤S1；

若换点次数超过预设次数，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

具体地，对换点次数进行记录，当预设次数，比如预设次数为9次，则换点过多，需要返厂维修。

在本发明一实施方式中，调整第一激光的光束指向包括如下步骤：

判断第一位置坐标不在第一预设位置，调整第一反射机构，将第一光斑调整至第一预设位置；

判断第二位置坐标不在第二预设位置，调整第二反射机构，将第二光斑调整至第二预设位置。

可以理解的是，若判断第一位置坐标或者第二位置坐标已经在预设位置，不用再次调整，直接进行下一个步骤即可。

在本发明一实施方式中，将第一光斑调整至第一预设位、第二光斑调整至第二预设位置包括如下步骤：

确定第一预设位置的坐标为(x10,y10)；

获取第一位置坐标为(x1,y1)；

将第一光斑沿x方向移动x10-x0个距离，沿y方向移动y1-y10个距离；

确定第二预设位置的坐标为(x20,y20)；

获取第二位置坐标为(x2,y2)；

将第一光斑沿x轴移动x2-x20个距离，沿y轴移动y2-y20个距离。

例如，确定预设位置的坐标为(0,0)，第一光斑中心最亮点坐标值(-2,3)，则沿x轴移动-2个距离，沿y轴移动3个距离,将第一光斑移动至(0,0)。

在本发明一实施方式中，调整第一激光的光束指向后，记录调整时间；

判断调整时间是否超过预设时间；

若调整时间未超过预设时间，则返回步骤S2；

若调整时间超过预设时间，则增加泵浦电流；

判断泵浦电流是否超限，

若泵浦电流未超限，则返回步骤S2；

若泵浦电流超限，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

具体地，记录调整时间并判断调整时间是否超过预设时间，预设时间可以是5min。若未超过，继续调整；若调整时间过长，超过5min，则增大泵浦电流，同时判断泵浦电流是否超限，进一步排除由于某些机械器件的长期稳定性出现问题或者泵浦源的老化，出现输出红外功率衰减和光束指向变化。例如放大模块2中泵浦元件，一般的机器稳定性还是较好的，出现较多的实际情况是光路指向微变同时功率衰减，这个可以通过适当提升泵浦的输出效率使最终的红外输出功率恢复正常。

在本申请一实施方式中，调节和频晶体和倍频晶体的温度，增大第三激光的功率；

判断温度是否超过预设区间；

若温度未超过预设区间，则返回步骤S3；

若温度超过预设区间，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

具体地，热敏元件和半导体制冷器相辅相成，闭环监测实现精确控温。通过对晶体温度调整实现对输出光功率的调整和恢复。同时，紫外激光器，会留有一定的输出余量，不会调整到最有温度，以便后期功率衰减有可操作空间。因此，需要监测晶体温度是否超过预设区间，如果超过提示返厂维修并结束功率调整状态。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (12)

1.一种光束指向调整模块，其特征在于，包括：

第一反射机构(31)，所述第一反射机构(31)具有第一反射面；所述第一反射面用于接收沿第一方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第二方向射出；

第二反射机构(32)，所述第二反射机构(32)位于所述第一反射机构上射出第一激光的一侧；所述第二反射机构(32)具有第二反射面；所述第二反射面用于接收沿第二方向射入的第一激光，并将第一激光反射后沿第一方向射出；

第一驱动机构，配置用于调节第一反射机构的反射角度；

第二驱动机构，配置用于调节第二反射机构的反射角度；

以确保第一激光经第一反射机构和第二反射机构反射后射出的光束指向是预设指向。

2.根据权利要求1所述的一种光束指向调整模块，其特征在于，还包括：

第一标记机构，位于第一反射机构与第二反射机构之间，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第一位置坐标；

第一控制机构，配置用于接收第一位置坐标，并根据第一位置坐标驱动第一驱动机构调整第一反射模块，保证第一激光沿第一预设位置射出；

第二标记机构，位于第二反射机构射出第一激光的一侧，能够允许第一激光贯穿其并记录第一激光贯穿其的第二位置坐标；

第二控制机构，配置用于接收第二位置坐标，并根据第二位置坐标驱动第二驱动机构调整第二反射机构，保证第一激光沿第二预设位置射出。

3.根据权利要求2所述的一种光束指向调整模块，其特征在于

第一标记机构以第一激光在其上形成的第一光斑的中心最亮点的坐标作为第一位置坐标；

第二标记机构以第一激光在其上形成的第二光斑的中心最亮点的坐标作为第二位置坐标；

所述光束指向调整模块还包括：第二检测单元(6)，设置在第一反射机构上，用于检测第一激光的功率。

4.一种激光器，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的光束指向调整模块；还包括：

种子模块(1)，位于增益模块(2)接收红外激光的一侧，用于发射红外激光；其上设有第一检测单元，用于检测红外激光的功率；

增益模块(2)，位于第一反射机构(31)接收第一激光的一侧，具有输入端和输出端，用于放大输入端输入的红外激光，并从输出端输出第一激光；

倍频和频模块(4)，位于第二反射机构(32)输出第一激光的一侧，用于调节第一激光的功率，并输出第二激光；

反射投射模块(5)，位于倍频和频模块(4)输出第二激光的一侧，用于输入第二激光并输出第三激光；所述反射投射模块(5)上还设有第三检测单元(7)，所述第三检测单元(7)用于检测第三激光的功率。

5.根据权利要求4所述的一种激光器，其特征在于，倍频和频模块(4)包括：

倍频单元，包括倍频晶体(41)，其输出端与第一热敏元件(43)连接，其输入端与第一控温元件(45)连接，第一热敏元件(43)输出端与第一控温元件(45)输入端连接；其中，第一热敏元件(43)用于对倍频晶体(41)温度进行监测，第一控温元件(45)用于对倍频晶体(41)加热或者制冷，实现对倍频晶体(41)的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率；

和频单元，包括和频晶体(42)，其输出端与第二热敏元件(44)连接，其输入端与第二控温元件(46)连接，第二热敏元件(44)输出端与第二控温元件(46)输入端连接；其中，第二热敏元件(44)用于对和频晶体(42)温度进行监测，第二控温元件(46)用于对和频晶体(42)加热或者制冷，实现对和频晶体(42)的温度监测和控制，进而实现调节输出的第二激光的功率。

6.一种激光器的自动调节方法，其特征在于，采用权利要求4-5任一项所述的激光器实现，包括如下步骤：

步骤S1，判断种子模块的种子频率是否超出预设阈值或者红外激光的功率是否低于第一预设值；

若种子频率超过预设阈值，或红外激光的功率低于第一预设值，或种子频率超过预设阈值且红外激光的功率低于第一预设值，则启动SESAM自动换点；

若种子频率未超过预设阈值且第一光功率不低于第一预设值，则进行步骤S2；

步骤S2，判断第一激光的功率是否低于第二预设值；

若第一激光的功率低于第二预设值，则调整第一激光的光束指向，使其复位至预设指向；

若第一激光的功率不低于第二预设值，则进行步骤S3；

步骤S3，判断第三激光的功率是否低于第三预设值；

若第三激光的功率低于第三预设值，则调节第二激光的功率，使得第三激光的功率提升至预设参数；

若第三激光的功率不低于第三预设值，则代表第三光功率正常。

7.根据权利要求6所述的一种激光器的自动调节方法，其特征在于，还包括如下步骤：

对第三激光的功率进行实时监测；

若第三激光的功率低于第三预设值，则第三光功率数值异常，发出报警信息；

收到报警信息后，手动启动激光器的自动调节功能，自动调节系统进入工作状态，按照步骤S1-步骤S3实现激光器的自动调节；

当第三光功率不低于第三预设值时，则第三光功率数值正常，自动调节系统结束工作状态。

8.根据权利要求6所述的一种激光器的功率自调节方法，其特征在于，

启动SESAM自动换点后，记录换点次数；

判断换点次数是否超过预设次数；

若换点次数未超过预设次数，则返回步骤S1；

若换点次数超过预设次数，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

9.根据权利要求6所述的一种激光器的功率自调节方法，其特征在于，调整第一激光的光束指向包括如下步骤：

判断第一位置坐标不在第一预设位置，调整第一反射机构，将第一光斑调整至第一预设位置；

判断第二位置坐标不在第二预设位置，调整第二反射机构，将第二光斑调整至第二预设位置。

10.根据权利要求9所述的一种激光器的功率自调节方法，其特征在于，将第一光斑调整至第一预设位、第二光斑调整至第二预设位置包括如下步骤：

确定第一预设位置的坐标为(x10,y10)；

获取第一位置坐标为(x1,y1)；

将第一光斑沿x方向移动x10-x0个距离，沿y方向移动y1-y10个距离；

确定第二预设位置的坐标为(x20,y20)；

获取第二位置坐标为(x2,y2)；

将第一光斑沿x轴移动x2-x20个距离，沿y轴移动y2-y20个距离。

11.根据权利要求6所述的一种激光器的功率自调节方法，其特征在于，

调整第一激光的光束指向后，记录调整时间；

判断调整时间是否超过预设时间；

若调整时间未超过预设时间，则返回步骤S2；

若调整时间超过预设时间，则增加泵浦电流；

判断泵浦电流是否超限，

若泵浦电流未超限，则返回步骤S2；

若泵浦电流超限，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调节系统结束工作状态。

12.根据权利要求6所述的一种激光器的功率自调节方法，其特征在于，

调节和频晶体和倍频晶体的温度，增大第三激光的功率；

判断温度是否超过预设区间；

若温度未超过预设区间，则返回步骤S3；

若温度超过预设区间，则弹出建议返厂维修的提示信息，自动调统结束工作状态。

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