1.一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,包括:获取被测激光器的注入泵浦功率和对应的激光输出功率,并基于所述注入泵浦功率和所述激光输出功率绘制输入‑输出功率曲线;
读取被测激光器的激光阈值,并在所述输入‑输出功率曲线上高于激光阈值处选取一组注入泵浦功率和激光输出功率,计算激光斜效率;
获取泵浦激光腰斑,并在注入泵浦功率处,通过谐振腔矩阵计算激光晶体处谐振腔膜光斑;其中,所述泵浦激光腰斑指泵浦激光在激光晶体处的腰斑大小;
调用激光器腔内损耗计算公式对所述激光器斜效率、泵浦激光腰斑和激光晶体处谐振腔模腰斑进行计算,得到激光器的腔内损耗值。
2.根据权利要求1所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,所述获取被测激光器的注入泵浦功率和对应的激光输出功率,包括:通过向被测激光器中注入泵浦激光功率,被测激光器中的功率计基于所述注入泵浦激光功率计算得到对应的激光输出功率。
3.根据权利要求1所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,所述读取被测激光器的激光阈值,并在所述输入‑输出功率曲线上高于激光阈值处选取一组注入泵浦功率和激光输出功率,计算激光斜效率,包括:调用激光斜效率计算公式对选取的注入泵浦功率、输出功率和激光阈值进行计算,得到激光斜效率;
其中,所述激光斜效率计算公式具体为:式中,ηs表示激光斜效率,Pout表示选取的输出功率,Pin表示选取的输入功率,Pth表示激光阈值。
4.根据权利要求1所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,所述调用激光器腔内损耗计算公式对所述激光器斜效率、泵浦激光腰斑和激光晶体处谐振腔模腰斑进行计算,得到激光器的腔内损耗值,包括:基于泵浦激光腰斑和激光晶体处谐振腔模腰斑,计算激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值;
调用激光器腔内损耗计算公式对所述激光器斜效率、所述激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值进行计算,得到激光器的腔内损耗值。
5.根据权利要求4所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,所述激光器腔内损耗计算公式具体为:
式中,δ表示激光器腔内损耗;ηa表示增益介质对泵浦激光的吸收效率,ηa=1‑exp(‑αl),其中,α表示被测激光器中增益介质对泵浦激光的吸收系数,l表示增益介质的径向长度;ηs表示激光斜效率;vl表示输出激光频率,vp表示泵浦激光频率,T表示被测激光器中的输出耦合镜的透射率;β表示激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值,其中,ωl表示激光晶体处谐振腔模腰斑的大小,ωp表示泵浦激光腰斑的大小。
6.根据权利要求1所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,所述被测激光器包括泵浦激光源(1)、耦合系统(2)、功率计(9)、由输入耦合镜(3)、第一高反镜(4)、第二高反镜(5)和输出耦合镜(6)形成的激光谐振腔,所述激光谐振腔依次设置有激光晶体(7)和光学单向器(8);
泵浦激光源(1)发射激光,经耦合系统(2)耦合后传输给输入耦合镜(3),输入耦合镜(3)将接收到的激光经激光晶体(7)和光学单向器(8)发送给第一高反镜(4),第一高反镜(4)将接收到的激光反射给第二高反镜(5),第二高反镜(5)将接收到的激光传输给输出耦合镜(6),输出耦合镜(6)将接收到的激光发送给输入耦合镜(3);功率计9用于测量输出耦合镜6输出激光时的输出功率。
7.根据权利要求6所述的一种测量固体激光器腔内损耗的方法,其特征在于,所述泵浦激光源(1)采用光纤耦合激光二极管,所述输入耦合镜(3)采用凹透镜,所述第一高反镜(4)采用凸透镜,所述第二高反镜(5)和所述输出耦合镜(6)平凹透镜。
8.一种测量固体激光器腔内损耗的装置,其特征在于,包括:输入‑输出功率曲线绘制模块,用于获取被测激光器的注入泵浦功率和对应的激光输出功率,并基于所述注入泵浦功率和所述激光输出功率绘制输入‑输出功率曲线;
激光斜效率计算模块,用于读取被测激光器的激光阈值,并在所述输入‑输出功率曲线上高于激光阈值处选取一组注入泵浦功率和激光输出功率,计算激光斜效率;
腔内损耗值计算参数获取模块,用于获取泵浦激光腰斑,并在注入泵浦功率处,通过谐振腔矩阵计算激光晶体处谐振腔膜光斑;其中,所述泵浦激光腰斑指泵浦激光在激光晶体处的腰斑大小;
腔内损耗值计算模块,调用激光器腔内损耗计算公式对所述激光器斜效率、泵浦激光腰斑和激光晶体处谐振腔模腰斑进行计算,得到激光器的腔内损耗值。
9.根据权利要求8所述的一种测量固体激光器腔内损耗的装置,其特征在于,所述腔内损耗值计算模块包括:
腔内损耗值第一计算单元,用于计算基于泵浦激光腰斑和激光晶体处谐振腔模腰斑,计算激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值;
腔内损耗值第二计算单元,用于调用激光器腔内损耗计算公式对所述激光器斜效率、所述激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值进行计算,得到激光器的腔内损耗值。
10.根据权利要求9所述的一种测量固体激光器腔内损耗的装置,其特征在于,所述激光器腔内损耗计算公式具体为:
式中,δ表示激光器腔内损耗;ηa表示增益介质对泵浦激光的吸收效率,ηa=1‑exp(‑αl),其中,α表示被测激光器中增益介质对泵浦激光的吸收系数,l表示增益介质的径向长度;ηs表示激光斜效率;νl表示输出激光频率,νp表示泵浦激光频率,T表示被测激光器中的输出耦合镜的透射率;β表示激光晶体处谐振腔模腰斑与泵浦激光腰斑比值的平方值,其中,ωl表示激光晶体处谐振腔模腰斑的大小,ωp表示泵浦激光腰斑的大小。