CN115360576B - 一种多脉冲激光器 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种多脉冲激光器。其中所述控制器通过光探测器获得所述激光谐振腔内的激光光强，所述控制器通过输出控制指令控制调Q模块以多脉冲的方式向外输出激光，且能够实现多脉冲在峰值、脉宽、脉冲间隔和/或周期等可调；所述控制器通过调整控制指令控制可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块能够在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内向外输出多脉冲激光。从而实现了多脉冲激光的可调可控。
Description
技术领域
本公开涉及激光技术领域，具体而言，涉及一种多脉冲激光器。
背景技术
随着激光器技术的发展，双脉冲固体激光器在军事、科研、激光加工等领域取得了广泛的应用前景。其中，动态可调节的双脉冲固体激光器是发展的一个重要方向。
当前，由于双脉冲的固体激光器存在控制障碍，无法获得良好的双脉冲激光信号，导致应用效果不理想。因此，如何控制双脉冲激光器的输出成为该领域发展的关键。
因此，本公开提供了一种多脉冲激光器，以解决上述技术问题之一。
发明内容
本公开的目的在于提供一种多脉冲激光器，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：
根据本公开的具体实施方式，第一方面，本公开提供一种多脉冲激光器，包括：
光探测器和控制器，以及沿光路方向依次设置的至少一个可调泵浦源、激光谐振腔、激光晶体以及调Q模块，其中，所述调Q模块以及激光晶体设置于所述激光谐振腔内；
所述可调泵浦源，配置为延光路方向向所述激光谐振腔内射入泵浦光，且能够通过所述控制器的调整控制指令调整所述泵浦光的泵浦光光强；
所述激光谐振腔为Z型腔，包括沿光路依次设置的输入镜、第一反射镜、第二反射镜和输出镜，所述激光晶体位于所述输入镜和所述第一反射镜之间，所述调Q模块位于所述第二反射镜和所述输出镜之间；
所述调Q模块，配置为在所述控制器的输出控制指令的控制下使所述激光谐振腔在每个抽运周期中以多脉冲的方式向外输出激光；
所述光探测器，临近所述第二反射镜设置，配置为接收所述第二反射镜输出的探测信号，以获得所述激光谐振腔内的激光光强；
所述控制器，分别与所述可调泵浦源、所述调Q模块和所述光探测器电信号连接，配置为：基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令；在每个抽运周期内，基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令；响应于所述调整控制指令，控制所述可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块基于对应抽运周期的输出控制指令控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光。
可选的，所述多脉冲激光包括在一个抽运周期内的多个脉冲激光；
所述抽运周期至少包括每个脉冲激光的脉冲时间段；
预设脉冲损耗光强包括在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内每个脉冲激光的预设损耗光强的和；
所述控制器配置为在每个抽运周期内基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令，包括：
获取所述激光谐振腔内的当前激光光强、当前检测时间点和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点；
基于所述预设脉冲损耗光强和预设固有损耗光强获得总损耗光强；
基于所述总损耗光强和所述当前激光光强获得待补充光强；
基于所述开始时间点和所述当前检测时间点获得所述激光谐振腔内激光的跃迁时间段；
基于所述待补充光强和所述跃迁时间段获得所需跃迁速率；
基于所述所需跃迁速率和所述激光谐振腔的跃迁模型获得所述可调泵浦源的所需泵浦光光强；
基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令。
可选的，所述可调泵浦源包括分别与所述控制器点电信号连接的第一可调泵浦源和第二可调泵浦源；
所述控制器配置为基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令，包括：
基于所述第一可调泵浦源的第一最大光强和所述第二可调泵浦源的第二最大光强获得光强比；
基于所述光强比对所述所需泵浦光光强进行分配，获得所述第一可调泵浦源的第一所需泵浦光光强和所述第二可调泵浦源的第二所需泵浦光光强；
基于所述第一所需泵浦光光强生成所述第一可调泵浦源的第一调整控制指令，以及，
基于所述第二所需泵浦光光强生成所述第二可调泵浦源的第二调整控制指令。
可选的，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中每个脉冲的预设峰值生成对应抽运周期中对应脉冲的峰值控制指令。
可选的，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中每个脉冲的预设脉宽值生成对应抽运周期中对应脉冲的脉宽控制指令。
可选的，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中相邻两个脉冲的预设脉冲间隔值生成对应抽运周期中相邻两个脉冲的脉冲间隔控制指令。
可选的，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期的预设周期值生成对应抽运周期的周期控制指令。
可选的，所述总损耗ε满足如下关系：
ε＝Z+ξ(t)
Z为固有损耗，ξ(t)为Q开关引入的时间相关损耗，ξ(t)满足如下关系：
其中，Lq为调Q的基础损耗因子，Ta为一个抽运周期
内的高损耗持续的时间；Tb为一个抽运周期内的低损耗持续
的时间，k为高低损耗比例系数，t为时间。
本公开实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
本公开提供了一种多脉冲激光器。其中所述控制器通过光探测器获得所述激光谐振腔内的激光光强，所述控制器通过输出控制指令控制调Q模块以多脉冲的方式向外输出激光，且能够实现多脉冲在峰值、脉宽、脉冲间隔和/或周期等可调；所述控制器通过调整控制指令控制可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块能够在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内向外输出多脉冲激光。从而实现了多脉冲激光的可调可控。
附图说明
图1示出了根据本公开实施例的激光谐振腔的腔体内的示意图；
图2示出了根据本公开实施例的双脉冲激光的调Q损耗与时间的关系图；
附图标记说明
21-激光谐振腔，22-可调泵浦源，23-光探测器，24-调Q模块，25-控制器；
211-输入镜，212-第一反射镜，213-第二反射镜，214-输出镜，215-激光晶体；
221-第一可调泵浦源，222-第二可调泵浦源。
具体实施方式
为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，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它实施例，都属于本公开保护的范围。
在本公开实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解，尽管在本公开实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但这些描述不应限于这些术语。这些术语仅用来将描述区分开。例如，在不脱离本公开实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
特别需要说明的是，在说明书中存在的符号和/或数字，如果在附图说明中未被标记的，均不是附图标记。
下面结合附图详细说明本公开的可选实施例。
实施例1
对本公开提供的实施例，即一种多脉冲激光器的实施例。
下面结合附图对本公开实施例进行详细说明。
如图1所示，本公开实施例提供了一种多脉冲激光器，包括：光探测器和控制器，以及沿光路方向依次设置的至少一个可调泵浦源、激光谐振腔、激光晶体以及调Q模块，其中，所述调Q模块以及激光晶体设置于所述激光谐振腔内。
所述激光谐振腔是激光器的必要组成部分，激光谐振腔，用于使射入腔体内的泵浦光在振荡中产生激光，并将所述激光射出所述腔体。
在激光谐振腔内通常设置有激光晶体和至少两个反射镜，使射入腔体内的泵浦光在至少两个反射镜间反复振荡，使设置于光路上的激光晶体在反复振荡中实现粒子数反转后产生激光。
谐振腔的作用是选择频率一定、方向一致的光作最优先的放大，而把其他频率和方向的光加以抑制。凡不沿激光谐振腔光路运动的光子均很快逸出腔体外，不再与激光晶体接触。沿光路运动的光子将在腔体内继续前进，并经反射镜的反射不断往返运行产生振荡，运行时不断与激光晶体中的受激粒子相遇而产生受激辐射，沿光路运行的光子将不断增加，在腔体内形成传播方向一致、频率和相位相同的强光束，即激光。为把激光引出腔外，可把一面反射镜做成半透射的，透射部分成为可利用的激光，反射部分留在腔体内继续增殖光子。激光谐振腔的作用：首先是提供反馈能量，其次是选择光波的方向和频率。上述使用光将电子从原子或分子中的较低能级升高到较高能级的过程，称为泵浦。激光器就是通过泵浦激光晶体实现受激辐射放大。
所述光路也就是光子反复振荡所经过的路径。
如图1所示，本公开实施例所述激光谐振腔为Z型腔，Z型腔中的光路构造为Z字形，以便光探测器的探测。所述激光谐振腔包括沿光路依次设置的输入镜、第一反射镜、第二反射镜和输出镜。输入镜和输出镜均构造为半透镜。泵浦光能够从输入镜中延光路射入，当光子返回时，输入镜也可以反射光子。输出镜能够反射光子，当调Q模块打开时，也能够使激光对外射出。第一反射镜和第二反射均能够反射光路上的光子。例如，第一反射镜与所述输入镜成45度夹角设置；第二反射与第一反射镜平行设置；而第二反射与输出镜成45度夹角设置；如此设置便于调整和安装。所述激光晶体位于所述输入镜和所述第一反射镜之间，所述调Q模块位于所述第二反射镜和所述输出镜之间。
可调泵浦源，设置于具有部分投射功能的反射镜后。所述可调泵浦源，配置为延光路方向向所述激光谐振腔内射入泵浦光，且能够通过所述控制器的调整控制指令调整所述泵浦光的泵浦光光强。为了能够满足多脉冲激光器的需要可以设置一个大功率的可调泵浦源，也可以设置多个可调泵浦源。例如，如图1所示，所述至少一个可调泵浦源包括分别与所述控制器信号连接的第一可调泵浦源和第二可调泵浦源；所述第一可调泵浦源射出的泵浦光由所述输入镜射入，射向所述第一反射镜；所述第二可调泵浦源射出的泵浦光由第一反射镜射入，射向所述输入镜，此时，第一反射镜也为半透镜，第二泵浦光能够从第一反射镜延光路射入，当光子返回时又可以反射光子。与单个可调泵浦源相比，采用多个可调泵浦源能够灵活控制泵浦光的射入量，以实现输出多脉冲激光的多种要求。
为了能够使激光谐振腔能够射出多脉冲激光，本公开实施例提供了调Q模块。
所述调Q模块，配置为在所述控制器的输出控制指令的控制下使所述激光谐振腔在每个抽运周期中以多脉冲的方式向外输出激光。
例如，如图2所示，0-t3时间段是一个抽运周期，如果激光谐振腔射出的是双脉冲激光，则在一个抽运周期内的0-t1时间段内控制器通过调Q模块向外输出第一个脉冲激光，在同一个抽运周期内的t1-t2时间段内控制器通过调Q模块向外输出第二个脉冲激光。
为了能够在每个抽运周期内对外输出满足需求的多脉冲激光，需要实现脉冲激光的峰值可调、脉宽可调、脉冲间隔可调和/或周期可调。为此，本申请提供了光探测器。
所述光探测器，临近所述第二反射镜设置，配置为接收所述第二反射镜输出的探测信号，以获得所述激光谐振腔内的激光光强。例如，如图2所示，0-t3时间段是一个抽运周期，光探测器检测到第一个脉冲激光在0时间点的激光光强和t1时间点的激光光强，控制器能够确定第一个脉冲激光损耗了大量的能量，是一个高损耗激光；光探测器检测到第二个脉冲激光在t1时间点的激光光强和t2时间点的激光光强，控制器能够确定第二个脉冲激光损耗了少量的能量，是一个低损耗激光；光探测器检测到t2-t3时间段无激光光强的损耗，控制器能够确定该时间段无脉冲激光输出。
所述控制器，分别与所述可调泵浦源、所述调Q模块和所述光探测器电信号连接，配置为：基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令；在每个抽运周期内，基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令；响应于所述调整控制指令，控制所述可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块基于对应抽运周期的输出控制指令控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光。
所述控制器在控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光的过程中，通过输出控制指令控制调Q模块以多脉冲的方式向外输出激光，通过调整控制指令控制可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块基于对应抽运周期的输出控制指令控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光。
本公开实施例通过每个抽运周期的预设多脉冲特征，能够实现脉冲激光的峰值可调、脉宽可调、脉冲间隔可调和/或周期可调。既可以使连续多个相邻的抽运周期采用同一个预设多脉冲特征，也可以使每个相邻的抽运周期的预设多脉冲特征不同。基于光探测器23可以获得谐振腔内当前激光的脉冲特征信息，例如峰值功率、脉宽、频率等。基于当前的该脉冲特征信息和预设的脉冲特征信息生成调控指令进行调控。例如，基于当前的峰值功率和预期的峰值功率，进行峰值功率的调节，基于当前的脉宽和预期脉宽，进行脉宽的调节，基于当前的脉冲间隔和预期脉冲间隔，进行脉冲间隔的调节。
在一些具体实施例中，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：基于每个抽运周期中每个脉冲的预设峰值生成对应抽运周期中对应脉冲的峰值控制指令。
本具体实施例，预设多脉冲特征信息包括每个抽运周期中每个脉冲的预设峰值。所述输出控制指令包括每个抽运周期中每个脉冲的峰值控制指令。所述控制器在每个抽运周期中基于每个脉冲的峰值控制指令控制调Q模块向外输出每个脉冲的激光。
在另一些具体实施例中，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：基于每个抽运周期中每个脉冲的预设脉宽值生成对应抽运周期中对应脉冲的脉宽控制指令。
本具体实施例，预设多脉冲特征信息包括每个抽运周期中每个脉冲的预设脉宽值。所述输出控制指令包括每个抽运周期中每个脉冲的脉宽控制指令。所述控制器在每个抽运周期中基于每个脉冲的脉宽控制指令控制调Q模块向外输出每个脉冲的激光。
在另一些具体实施例中，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：基于每个抽运周期中相邻两个脉冲的预设脉冲间隔值生成对应抽运周期中相邻两个脉冲的脉冲间隔控制指令。
本具体实施例，预设多脉冲特征信息包括每个抽运周期中每个脉冲的预设脉冲间隔值。所述输出控制指令包括每个抽运周期中每个脉冲的脉冲间隔控制指令。所述控制器在每个抽运周期中基于每个脉冲的脉冲间隔控制指令控制调Q模块向外输出每个脉冲的激光。
在另一些具体实施例中，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：基于每个抽运周期的预设周期值生成对应抽运周期的周期控制指令。
本具体实施例，预设多脉冲特征信息包括每个抽运周期中每个脉冲的预设周期值。所述输出控制指令包括每个抽运周期中每个脉冲的周期控制指令。所述控制器在每个抽运周期中基于每个脉冲的周期控制指令控制调Q模块向外输出每个脉冲的激光。
当然，在调整多脉冲激光的输出控制指令时，可至少调整峰值控制指令、脉宽控制指令、脉冲间隔控制指令和周期控制指令之一。
在一些具体实施例中，所述多脉冲激光包括在一个抽运周期内的多个脉冲激光。例如，在一个抽运周期内的双脉冲激光。
所述抽运周期至少包括每个脉冲激光的脉冲时间段。例如，如图2所示，0-t3时间段是一个抽运周期，激光谐振腔射出的是双脉冲激光，在一个抽运周期内的0-t1时间段内控制器通过调Q模块向外输出第一个脉冲激光，在同一个抽运周期内的t1-t2时间段内控制器通过调Q模块向外输出第二个脉冲激光。
预设脉冲损耗光强包括在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内每个脉冲激光的预设损耗光强的和。例如，如图2所示，当前抽运周期为0-t3时间段，则紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期为t3-t6时间段；第一个脉冲激光的预设损耗光强为v1＝10W/cm2，第二个脉冲激光的预设损耗光强为v2＝5W/cm2，则预设脉冲损耗光强为v1+v2＝10W/cm2+5W/cm2＝15W/cm2。
相应地，所述控制器配置为在每个抽运周期内基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令，包括：
步骤S101，获取所述激光谐振腔内的当前激光光强、当前检测时间点和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点。
例如，如图2所示，t1＝1s，t2＝2s，t3＝3s，t4＝4s，t5＝5s，t6＝6s，当前抽运周期为0-3s，当前检测时间点为0.5s，在当前检测时间点获得的当前激光光强为10W/cm2，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期为3-5s，下一个抽运周期的开始时间点也就是当前抽运周期的结束时间点3s。
步骤S102，基于紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强和预设固有损耗光强获得总损耗光强。
预设固有损耗光强，包括在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内激光在发生散射和往返时所耗散的激光强度的损耗。预设固有损耗光强与抽运周期的长度及激光谐振腔中光路的长度正相关，抽运周期的长度越大，预设固有损耗光强也越大；光路的长度越长，预设固有损耗光强也越大。相同长度的抽运周期，且相同长度的光路，预设固有损耗光强相同。
例如，如图2所示，下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光为15W/cm2，预设固有损耗光强为0.5W/cm2，总损耗光强为15.5W/cm2；由于当前抽运周期的长度与紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的长度相同，则两个抽运周期的预设固有损耗光强均为0.5W/cm2。
我们可以通过速率方程表示为：
公式(1)描述了谐振腔内的反转粒子数密度随时间的变化关系。
公式(2)描述了激光介质中的光子数密度随时间的变化关系，公式(3)描述了总损耗与时间的关系。
式中ε为总损耗，如式(4)所示。
ε＝Z+ξ(t) (4)
Z为光发生散射和往返光耗散等不与时间有关的损耗之和，即固有损耗，ξ(t)为Q开关引入的时间相关损耗，如式(5)所示。
RP——泵浦速率；
σe——有效发射截面；
τ——激光上能级自发辐射寿命；
n——激光工作物质折射率；
fu——上能级的玻尔兹曼因子；
fl——下能级的玻尔兹曼因子；
Φ——谐振腔内总光子数；
ΔN——反转粒子数密度；
τc——腔内光子寿命；
tr——腔内光子往返时间，tr＝2l'/c，l'为谐振腔腔长；
tc——腔内光子的平均寿命；
ε——总损耗；
Z——为光发生散射和往返光耗散等不与时间有关的损耗之和；
Lq——调Q的基础损耗因子；
k——引入的高低损耗比例系数为Ua/Ub(Ua和Ub表示高损耗和低损耗下的电压)；
Ta——一个抽运周期内的高损耗持续的时间；
Tb——一个抽运周期内的低损耗持续的时间。
步骤S103，基于所述总损耗光强和所述当前激光光强获得待补充光强。
本公开实施例动态实时检测当前抽运周期内的当前激光光强，通过当前激光光强实时计算紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的待补充光强。例如，继续上述例子，当前抽运周期为0-3s，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期为3-5s，当前检测时间点为0.5s时，检测到的当前激光光强为10.3W/cm2，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的总损耗光强为15.5W/cm2，则待补充光强＝15.5W/cm2-10.3W/cm2＝5.2W/cm2；当前检测时间点为1.5s时，检测到的当前激光光强为4.8W/cm2，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的总损耗光强为15.5W/cm2，则待补充光强＝15.5W/cm2-4.8W/cm2＝10.7W/cm2。
步骤S104，基于紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点和所述当前检测时间点获得所述激光谐振腔内激光的跃迁时间段。
跃迁时间段是指泵浦光在激光谐振腔内转变成激光所需要的时间。本公开实施例在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点前将下一个抽运周期内多脉冲激光所需的激光光强准备好。
例如，继续上述例子，当前检测时间点为0.5s时，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点为3s，则获得跃迁时间段＝3s-0.5s＝2.5s；当前检测时间点为1.5s时，紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点为3s，则获得跃迁时间段＝3s-1.5s＝1.5s。
步骤S105，基于所述待补充光强和所述跃迁时间段获得所需跃迁速率。
例如，继续上述例子，当前检测时间点为0.5s时，待补充光强为5.2W/cm2，跃迁时间段为2.5s，所需跃迁速率＝5.2W/cm2÷2.5s＝2.08W/cm2s；当前检测时间点为1.5s时，待补充光强为10.7W/cm2，跃迁时间段为1.5s，所需跃迁速率＝10.7W/cm2÷1.5s＝7.13W/cm2s。
步骤S106，基于所述所需跃迁速率和所述激光谐振腔的跃迁模型获得所述可调泵浦源的所需泵浦光光强。
跃迁模型是经过训练的神经网络模型。跃迁模型可以基于之前的历史所需跃迁速率获得，例如以所需跃迁速率作为训练样本训练出激光谐振腔的跃迁模型，使跃迁模型输出可调泵浦源的所需泵浦光光强。关于训练过程本实施例不做详述，可参照相关技术中各种实现方式实施。
步骤S107，基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令。
本公开实施例，在当前抽运周期内对激光谐振腔内的激光光强实时进行检测，获得当前激光光强与紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强的差距，以便实时动态调整可调泵浦源的射入，在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期开始之前，使可调泵浦源能够生成下一个抽运周期输出多脉冲所需的激光光强。
在一些具体实施例中，所述可调泵浦源包括分别与所述控制器点电信号连接的第一可调泵浦源和第二可调泵浦源。
相应地，所述控制器配置为基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令，包括：
步骤S107-1，基于所述第一可调泵浦源的第一最大光强和所述第二可调泵浦源的第二最大光强获得光强比。
第一最大光强，是指第一可调泵浦源能够射入泵浦光的最大光强；第二最大光强，是指第二可调泵浦源能够射入泵浦光的最大光强。例如，第一最大光强为0.6W/cm2，第二最大光强为0.8W/cm2，则光强比为3:4。
步骤S107-2，基于所述光强比对所述所需泵浦光光强进行分配，获得所述第一可调泵浦源的第一所需泵浦光光强和所述第二可调泵浦源的第二所需泵浦光光强。
例如，所需泵浦光光强为2W/cm2，则第一所需泵浦光光强为0.857W/cm2，第二所需泵浦光光强为1.143W/cm2。
步骤S107-3，基于所述第一所需泵浦光光强生成所述第一可调泵浦源的第一调整控制指令，以及，
步骤S107-4，基于所述第二所需泵浦光光强生成所述第二可调泵浦源的第二调整控制指令。
本公开实施例所述控制器通过光探测器获得所述激光谐振腔内的激光光强，所述控制器通过输出控制指令控制调Q模块以多脉冲的方式向外输出激光，且能够实现多脉冲在峰值、脉宽、脉冲间隔和/或周期等可调；所述控制器通过调整控制指令控制可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块能够在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内向外输出多脉冲激光。从而实现了多脉冲激光的可调可控。
最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种多脉冲激光器，其特征在于，包括：
光探测器和控制器，以及至少一个可调泵浦源、激光谐振腔、激光晶体和调Q模块，其中，所述调Q模块以及激光晶体设置于所述激光谐振腔内；
所述可调泵浦源，配置为沿光路方向向所述激光谐振腔内射入泵浦光，且能够通过所述控制器的调整控制指令调整所述泵浦光的泵浦光光强；
所述激光谐振腔为Z型腔，包括沿光路依次设置的输入镜、第一反射镜、第二反射镜和输出镜，所述激光晶体位于所述输入镜和所述第一反射镜之间，所述调Q模块位于所述第二反射镜和所述输出镜之间；
所述调Q模块，配置为在所述控制器的输出控制指令的控制下使所述激光谐振腔在每个抽运周期中以多脉冲的方式向外输出激光；
所述光探测器，临近所述第二反射镜设置，配置为接收所述第二反射镜输出的探测信号，以获得所述激光谐振腔内的激光光强；
所述控制器，分别与所述可调泵浦源、所述调Q模块和所述光探测器电信号连接，配置为：基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令；在每个抽运周期内，基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令；响应于所述调整控制指令，控制所述可调泵浦源调整泵浦光光强，以使所述调Q模块基于对应抽运周期的输出控制指令控制所述激光谐振腔向外输出多脉冲激光；
其中，所述多脉冲激光包括在一个抽运周期内的多个脉冲激光；所述抽运周期至少包括每个脉冲激光的脉冲时间段；预设脉冲损耗光强包括在紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内每个脉冲激光的预设损耗光强的和；
所述控制器配置为在每个抽运周期内基于检测的激光光强和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期内的预设脉冲损耗光强生成调整控制指令，包括：
获取所述激光谐振腔内的当前激光光强、当前检测时间点和紧邻当前抽运周期的下一个抽运周期的开始时间点；
基于所述预设脉冲损耗光强和预设固有损耗光强获得总损耗光强；
基于所述总损耗光强和所述当前激光光强获得待补充光强；
基于所述开始时间点和所述当前检测时间点获得所述激光谐振腔内激光的跃迁时间段；
基于所述待补充光强和所述跃迁时间段获得所需跃迁速率；
基于所述所需跃迁速率和所述激光谐振腔的跃迁模型获得所述可调泵浦源的所需泵浦光光强；
基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令。
2.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述可调泵浦源包括分别与所述控制器电信号连接的第一可调泵浦源和第二可调泵浦源；
所述控制器配置为基于所述所需泵浦光光强生成所述调整控制指令，包括：
基于所述第一可调泵浦源的第一最大光强和所述第二可调泵浦源的第二最大光强获得光强比；
基于所述光强比对所述所需泵浦光光强进行分配，获得所述第一可调泵浦源的第一所需泵浦光光强和所述第二可调泵浦源的第二所需泵浦光光强；
基于所述第一所需泵浦光光强生成所述第一可调泵浦源的第一调整控制指令，以及，
基于所述第二所需泵浦光光强生成所述第二可调泵浦源的第二调整控制指令。
3.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中每个脉冲的预设峰值生成对应抽运周期中对应脉冲的峰值控制指令。
4.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中每个脉冲的预设脉宽值生成对应抽运周期中对应脉冲的脉宽控制指令。
5.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期中相邻两个脉冲的预设脉冲间隔值生成对应抽运周期中相邻两个脉冲的脉冲间隔控制指令。
6.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述控制器配置为所述基于每个抽运周期的预设多脉冲特征信息生成对应抽运周期的输出控制指令，包括：
基于每个抽运周期的预设周期值生成对应抽运周期的周期控制指令。
7.根据权利要求1所述的多脉冲激光器，其特征在于，所述总损耗ε满足如下关系：
ε＝Z+ξ(t)
Z为固有损耗，ξ(t)为Q开关引入的时间相关损耗，ξ(t)满足如下关系：
其中，Lq为调Q的基础损耗因子，Ta为一个抽运周期内的高损耗持续的时间；Tb为一个抽运周期内的低损耗持续的时间，k为高低损耗比例系数，t为时间。
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