1.本发明涉及光束处理领域，具体而言，涉及一种光束处理器。
背景技术：
2.随着光学技术的发展，越来越多的生产场景中需要通过产生满足一定要求的光束来进行工艺处理，随着对工艺精度的要求不断提升，对所使用的光束的参数要求也越来越高，比如：在很多生产场景中需要使用较高功率的光束来满足工艺精度的要求。
3.目前使用的光束生成设备生成光束的方式一般是通过谐振腔对光束的反射来形成所需要参数的光束。但是通过这种方式产生的光束参数会受到谐振腔腔体尺寸的影响，一般情况下可能是谐振腔腔体越长能够得到功率越大的光束。在需要生成特定波长和频率的光束时，光束的特殊性质要求生成光束的谐振腔的腔长较短，较短的腔长，导致生成光束的功率较低，此外，较短的腔长，显著的光束热效应，限制了光束的生成功率。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
5.本发明实施例提供了一种光束处理器，以至少解决允许光束生成设备生成的光束的光束功率较低的技术问题。
6.根据本发明实施例的一个实施例，提供了一种光束处理器，包括：第一光束放大装置，第二光束放大装置和光源生成装置，所述第一光束放大装置包括：第一光束反射单元、第一光束放大单元和第二光束反射单元，其中，所述第一光束放大装置的发射峰参数与所述第二光束放大装置的吸收峰参数匹配，所述第一光束反射单元与所述第一光束放大单元连接，所述第一光束放大单元与所述第二光束放大装置连接，所述第二光束放大装置与所述第二光束反射单元连接，所述光源生成装置与所述第一光束放大单元连接；所述光源生成装置，用于向所述第一光束放大装置发射光源光束；所述第一光束放大装置，用于对所述光源光束进行第一级放大，得到放大光束；所述第二光束放大装置，用于对所述放大光束进行第二级放大，得到目标光束，其中，所述目标光束作为所述光束处理器的输出光束。
7.可选的，所述第二光束放大装置包括：第二光束放大单元和温控单元，其中，所述第二光束放大单元包括：通过光栅形成的光束谐振腔，所述光束谐振腔连接在所述第一光束放大单元和第二光束反射单元之间，所述温控单元与所述光束谐振腔连接；所述温控单元，用于将所述光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内；所述光束谐振腔，用于在所述工作温度范围内对所述放大光束进行第二级放大，得到目标光束。
8.可选的，所述温控单元包括：温度调节器和波长调节器，其中，所述温度调节器与所述光束谐振腔连接，所述波长调节器与所述光束谐振腔的光栅连接；所述温度调节器，用于将所述光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内；
所述波长调节器，用于对所述光束谐振腔中光栅的间距进行调节。
9.可选的，所述光源生成装置包括：第一光束生成单元，其中，所述第一光束生成单元与所述第一光束放大单元连接所述第一光束反射单元的一端相连，或者，所述第一光束生成单元与所述第一光束放大单元连接所述第二光束放大装置的一端相连；第一光束生成单元，用于向所述第一光束放大装置发射光源光束。
10.可选的，所述第一光束生成单元包括：第一激光器和第一合束器,其中，所述第一激光器与所述第一合束器连接；所述第一合束器与所述第一光束放大单元连接所述第一光束反射单元的一端相连，或者，所述第一合束器与所述第一光束放大单元连接所述第二光束放大装置的一端相连；所述第一激光器，用于生成所述光源光束；所述第一合束器，用于将所述光源光束传输至所述第一光束放大单元。
11.可选的，所述光源生成装置包括：第二光束生成单元和第三光束生成单元，其中，所述第二光束生成单元与所述第一光束放大单元连接所述第一光束反射单元的一端相连，所述第三光束生成单元与所述第一光束放大单元连接所述第二光束放大装置的一端相连；第二光束生成单元，用于向所述第一光束放大装置发射第一光束；第三光束生成单元，用于向所述第一光束放大装置发射第二光束；其中，所述光源光束包括所述第一光束和所述第二光束。
12.可选的，所述第二光束生成单元包括：第二激光器和第二合束器，所述第三光束生成单元包括：第三激光器和第三合束器，其中，所述第二激光器与所述第二合束器连接；所述第二合束器与所述第一光束放大单元连接所述第一光束反射单元的一端相连；所述第三激光器与所述第三合束器连接，所述第三合束器与所述第一光束放大单元连接所述第二光束放大装置的一端相连；所述第二激光器，用于生成所述第一光束；所述第二合束器，用于将所述第一光束传输至所述第一光束放大单元；所述第三激光器，用于生成所述第二光束；所述第三合束器，用于将所述第二光束传输至所述第一光束放大单元。
13.可选的，所述光束处理器还包括：光束剥模器和光束输出器，其中，所述光束剥模器连接在所述第二光束反射单元和所述光束输出器之间；所述光束剥模器，用于从输入的光束中筛选出所述目标光束，并将所述目标光束传输至所述光束输出器；所述光束输出器，用于输出所述目标光束。
14.可选的，所述第一光束反射单元包括：第一反射镜，所述第二光束反射单元包括：第二反射镜；或者，所述第一光束反射单元包括：第一反射光栅，所述第二光束反射单元包括：第二反射光栅。
15.可选的，所述第一光束反射单元包括：第一光纤光栅，所述第一光束放大单元包括：增益光纤，所述第二光束反射单元包括：第二光纤光栅；所述第二光束放大装置包括：分布式反馈激光器谐振腔，半导体制冷器和压电陶瓷，其中，所述分布式反馈激光器谐振腔连接在所述增益光纤和所述第二光纤光栅之间，所述半导体制冷器与所述分布式反馈激光器谐振腔连接，所述压电陶瓷与所述分布式反馈激
光器谐振腔的光栅连接；所述光源生成装置包括：第一多模半导体激光器，第一信号泵浦合束器，第二多模半导体激光器和第二信号泵浦合束器，其中，所述第一多模半导体激光器与第一信号泵浦合束器连接，所述第一信号泵浦合束器连接在所述第一光纤光栅与所述增益光纤之间，所述第二多模半导体激光器与第二信号泵浦合束器连接，所述第二信号泵浦合束器连接在所述增益光纤与所述分布式反馈激光器谐振腔之间。
16.在本发明实施例中，光束处理器包括：第一光束放大装置，第二光束放大装置和光源生成装置，第一光束放大装置包括：第一光束反射单元、第一光束放大单元和第二光束反射单元，其中，第一光束放大装置的发射峰参数与第二光束放大装置的吸收峰参数匹配，第一光束反射单元与第一光束放大单元连接，第一光束放大单元与第二光束放大装置连接，第二光束放大装置与第二光束反射单元连接，光源生成装置与第一光束放大单元连接；光源生成装置，用于向第一光束放大装置发射光源光束；第一光束放大装置，用于对光源光束进行第一级放大，得到放大光束；第二光束放大装置，用于对放大光束进行第二级放大，得到目标光束，其中，目标光束作为光束处理器的输出光束，即，光束处理器包括：第一光束放大装置，第二光束放大装置和光源生成装置，首先，光源生成装置生成光源光束，并输入第一光束放大装置进行第一级放大，得到放大光束，通过匹配第一光束放大装置的发射峰参数与第二光束放大装置的吸收峰参数，可以使第二光束放大装置对第一光束放大装置发出的光吸收效率最高，放大光束在由第一光束放大装置中第一光束反射单元和第二光束反射单元组成的谐振腔之间来回震荡，来回震荡的放大光束反复穿过第二光束放大装置进行第二级放大，得到目标光束。采用上述技术方案，解决了相关技术中，允许光束生成设备生成的光束的光束功率较低等问题，实现了提高光束生成设备生成的光束的光束功率的技术效果。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是根据本发明实施例的一种光束处理器的结构框图；图2是根据本发明实施例的第二光束放大装置的结构框图；图3是根据本发明实施例的一种温控单元的原理结构框图；图4是根据本发明实施例的一种光源生成装置的结构框图；图5是根据本发明实施例的第一光束反射单元和第二光束反射单元的结构框图；图6是根据本发明实施例的第二光束放大装置的结构框图；图7是根据本发明实施例的一种光源生成装置的结构的示意图；图8是根据本发明可选实施例的一种dfb激光器结构的示意图。
具体实施方式
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
19.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
20.在本实施例中提供了一种光束处理器，图1是根据本发明实施例的一种光束处理器的结构框图，如图1所示，包括：光源生成装置102，第一光束放大装置104和第二光束放大装置106。所述第一光束放大装置104包括：第一光束反射单元104-2、第一光束放大单元104-4和第二光束反射单元104-6，所述第一光束放大单元104-4与所述第一光束放大单元104-4连接，所述第一光束放大单元104-4与所述第二光束放大装置106连接，所述第二光束放大装置106与所述第二光束反射单元104-6，所述光源生成装置102与所述第一光束放大单元104-4连接。
21.所述光源生成装置102用于向所述第一光束放大装置发射光源光束；所述第一光束放大装置104，用于对所述光源光束进行第一级放大，得到放大光束；所述第二光束放大装置106，用于对所述放大光束进行第二级放大，得到目标光束，其中，所述目标光束作为所述光束处理器的输出光束。
22.通过上述实施例，光束处理器包括：第一光束放大装置，第二光束放大装置和光源生成装置，首先，光源生成装置生成光源光束，并输入第一光束放大装置进行第一级放大，得到放大光束，通过匹配第一光束放大装置的发射峰参数与第二光束放大装置的吸收峰参数，使第二光束放大装置对第一光束放大装置发出的光吸收效率最高，所述放大光束在由第一光束放大装置中第一光束反射单元和第二光束反射单元组成的谐振腔之间来回震荡，来回震荡的放大光束反复穿过第二光束放大装置进行第二级放大，得到目标光束。采用上述技术方案，解决了相关技术中，允许光束生成设备生成的光束的光束功率较低等问题，实现了提高光束生成设备生成的光束的光束功率的技术效果。
23.可选地，在本实施例中，光源生成装置可以但不限于为任何可以产生特定波长光束的装置，比如：激光器分为固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光器。
24.可选地，在本实施例中，第一光束放大装置，可以但不限于为任何可以将光源光束的功率进行放大，得到放大光束，并将放大光束在谐振腔来回震荡的装置，比如：通过合束器将光源光束耦合进第一光束放大装置的泵浦增益光纤中，泵浦增益光纤吸收光源光束，进行放大处理，得到放大光束，放大光束在光纤光栅构成的谐振腔之间来回振荡。
25.可选地，在本实施例中，第二光束放大装置，可以但不限于为将放大光束进行二次放大，实现单频光纤激光器的单纵模运转，并且输出动态单纵模窄线宽光束的装置，比如：在增益光纤介质上直接用紫外刻写相移光栅以构成谐振腔，只需在增益光纤上刻写一个光
栅即可实现对激光波长的选择，相对于dbr型单频光纤激光器其避免了异质光纤的熔接。在谐振腔的纵模间隔大于光纤光栅的反射带宽的情况下，实现单纵模稳定运转。
26.可选地，在本实施例中，所述为了保证第二光束放大装置对第一光束放大装置发出的光吸收效率最高，要求第一光束放大装置的发射峰参数与第二光束放大装置的吸收峰参数匹配，可以但不限于指第一光束放大装置的增益光纤的发射峰与第二光束放大装置的增益光纤吸收峰参数匹配，例如：利用第二光束放大装置的谐振腔的增益光纤置于第一光束放大装置的谐振腔内，利用谐振腔内振荡循环的放大光束以及第一光束放大装置的增益光纤发射峰与第二光束放大装置的谐振腔中增益光纤的吸收峰相对应的特征，使得光纤激光器具有更高的输出功率。
27.可选地，在本实施例中，第一光束反射单元和第二光束反射单元构成谐振腔，实现对激光波长的选择，可以但不限于使用紫外刻写相移光栅以构成谐振腔，只需在增益光纤上刻写一个光栅即可实现对激光波长的选择，相对于dbr型单频光纤激光器其避免了异质光纤的熔接，例如：dfb谐振腔位于第一光束反射单元与第二光束反射单元构成的谐振腔内，放大光束反复经过dfb增益光纤，使dfb增益光纤充分吸收腔内循环的放大光束，从而产生高功率激光。
28.图2是根据本发明实施例的第二光束放大装置的结构框图；如图2所示，在一个示例性实施例中，第二光束放大装置包括：第二光束放大单元和温控单元，其中，第二光束放大单元包括：通过光栅形成的光束谐振腔，光束谐振腔连接在第一光束放大单元和第二光束反射单元之间，温控单元与光束谐振腔连接；温控单元，用于将光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内；光束谐振腔，用于在工作温度范围内对放大光束进行第二级放大，得到目标光束。
29.可选地，在本实施例中，光束谐振腔可以但不限于为任何可以产生特定波长的驻波的结构或者结构，比如：光纤光栅或者金属壁面，光束在反射单元之间来回震荡，产生并加强特定频率的光束，上述反射单元构成谐振腔，通过控制谐振腔线度条件来产生特定波长的驻波，其余的波长则被抑制减弱，比如，可以但不限于在增益光纤介质上直接用紫外刻写相移光栅以构成谐振腔，只需在增益光纤上刻写一个光栅即可实现对激光波长的选择。
30.可选地，在本实施例中，温控单元可以但不限于为任何具备调节温度功能的设备，将光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内，例如：可以但不限于采用tec温控的方式将谐振腔温度控制在合适范围内。
31.图3是根据本发明实施例的一种温控单元的原理结构框图；如图3所示，在一个示例性实施例中，温控单元包括：温度调节器和波长调节器，其中，温度调节器与光束谐振腔连接，波长调节器与光束谐振腔的光栅连接；温度调节器，用于将光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内；波长调节器，用于对光束谐振腔中光栅的间距进行调节。
32.可选地，在本实施例中，温度调节器可以但不限于为采用tec温控的方式调节温度，将光束谐振腔的温度控制在工作温度范围内，防止dfb谐振腔因温度过高出现模式不稳以及跳模现象，实现光纤激光器高功率输出的目的。
33.可选地，在本实施例中，波长调节器，可以但不限于为任何可以调节光纤光栅的间距的装置，例如：dfb谐振腔对温度较为敏感，为保证dfb谐振腔内温度保持在一定范围，采用tec温控的方式将谐振腔温度控制在合适范围内，再利用pzt调谐方式对光纤光栅的间距
进行精密调制。
34.图4是根据本发明实施例的一种光源生成装置的结构框图；如图4（类型一）所示，在一个示例性实施例中，光源生成装置包括：第一光束生成单元，其中，第一光束生成单元与第一光束放大单元连接第一光束反射单元的一端相连，或者，第一光束生成单元与第一光束放大单元连接第二光束放大装置的一端相连；第一光束生成单元，用于向第一光束放大装置发射光源光束。
35.可选地，在本实施例中，光源生成装置可以但不限于为任何具备发射光源光束功能的设备，例如：固体激光器、气体激光器、染料激光器、半导体激光器、光纤激光器和自由电子激光。
36.在一个示例性实施例中，第一光束生成单元包括：第一激光器和第一合束器,其中，第一激光器与第一合束器连接；第一合束器与第一光束放大单元连接第一光束反射单元的一端相连，或者，第一合束器与第一光束放大单元连接第二光束放大装置的一端相连；第一激光器，用于生成光源光束；第一合束器，用于将光源光束传输至第一光束放大单元。
37.可选地，在本实施例中，合束器可以但不限于为任何具备将光源光束耦合进第一光束放大单元中的装置，例如：功率合束器和泵浦合束器。
38.在一个示例性实施例中，光源生成装置包括：第二光束生成单元和第三光束生成单元，其中，第二光束生成单元与第一光束放大单元连接第一光束反射单元的一端相连，第三光束生成单元与第一光束放大单元连接第二光束放大装置的一端相连；第二光束生成单元，用于向第一光束放大装置发射第一光束；第三光束生成单元，用于向第一光束放大装置发射第二光束；其中，光源光束包括第一光束和第二光束。
39.可选地，在本实施例中，光源生成装置除开上述双端泵浦的连接方式，可以但不限于为以采用前向泵浦，即光源生成装置包括第二光束生成单元或者第三光束生成单元之一，第二光束生成单元与第一光束放大单元连接第一光束反射单元的一端相连，或者第三光束生成单元与第一光束放大单元连接第二光束放大装置的一端相连。
40.如图4（类型二）所示，在一个示例性实施例中，第二光束生成单元包括：第二激光器和第二合束器，第三光束生成单元包括：第三激光器和第三合束器，其中，第二激光器与第二合束器连接；第二合束器与第一光束放大单元连接第一光束反射单元的一端相连；第三激光器与第三合束器连接，第三合束器与第一光束放大单元连接第二光束放大装置的一端相连；第二激光器，用于生成第一光束；第二合束器，用于将第一光束传输至第一光束放大单元；第三激光器，用于生成第二光束；第三合束器，用于将第二光束传输至第一光束放大单元。
41.可选地，在本实施例中，第二光束生成单元和第三光束生成单元连接方式采用可以但不限于采用腔内多模半导体激光器双端泵浦的方式，为第一光束放大装置的谐振腔结构提供足够的泵浦能量并减少了一定的不必要损耗。
42.在一个示例性实施例中，光束处理器还包括：光束剥模器和光束输出器，其中，光束剥模器连接在第二光束反射单元和光束输出器之间；光束剥模器，用于从输入的光束中筛选出目标光束，并将目标光束传输至光束输出器；光束输出器，用于输出目标光束。
43.可选地，在本实施例中，光束剥模器可以但不限于为任何具备除去光纤的包层光，包括透明涂覆、套塑材料的漏光的装置，例如：在谐振腔后面添加剥模器用于剥除未被dfb
谐振腔完全吸收的放大光束，保证单频光纤激光器输出目标光束的光束质量和系统稳定性。
44.图5是根据本发明实施例的第一光束反射单元和第二光束反射单元的结构框图；如图5所示，在一个示例性实施例中，第一光束反射单元包括：第一反射镜，第二光束反射单元包括：第二反射镜；或者，第一光束反射单元包括：第一反射光栅，第二光束反射单元包括：第二反射光栅。
45.可选地，在本实施例中，第一反射光栅和第二反射光栅构成谐振腔，第一反射光栅和第二反射光栅可以但不限于为直接在增益光纤介质用紫外刻写相移光栅以构成谐振腔，只需在增益光纤上刻写一个光栅即可实现对激光波长的选择，相对于dbr型单频光纤激光器其避免了异质光纤的熔接。
46.图6是根据本发明实施例的第二光束放大装置的结构框图；如图6所示，在一个示例性实施例中，第一光束反射单元包括：第一光纤光栅，第一光束放大单元包括：增益光纤，第二光束反射单元包括：第二光纤光栅；第二光束放大装置包括：分布式反馈激光器谐振腔，半导体制冷器和压电陶瓷，其中，分布式反馈激光器谐振腔连接在增益光纤和第二光纤光栅之间，半导体制冷器与分布式反馈激光器谐振腔连接，压电陶瓷与分布式反馈激光器谐振腔的光栅连接。
47.图7是根据本发明实施例的一种光源生成装置的结构的示意图，如图7所示，光源生成装置包括：第一多模半导体激光器，第一信号泵浦合束器，第二多模半导体激光器和第二信号泵浦合束器，其中，第一多模半导体激光器与第一信号泵浦合束器连接，第一信号泵浦合束器连接在第一光纤光栅与增益光纤之间，第二多模半导体激光器与第二信号泵浦合束器连接，第二信号泵浦合束器连接在增益光纤与分布式反馈激光器谐振腔之间。
48.可选地，在本实施例中，增益光纤可以但不限于为由增益介质组成的光纤，泵浦源发出的泵浦光通过一面反射镜耦合进入增益介质中，由于增益介质为掺稀土元素光纤，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转，反转后的粒子经过谐振腔，由激发态跃迁回基态，释放能量，并形成稳定的激光输出。泵浦增益光纤除了掺镱光纤之外，还可以是其他掺杂光纤如掺铒、掺铥等常见稀土离子掺杂光纤。
49.为了更好的理解上述光束处理器，以下再结合可选实施例对上述光束处理器的实现方式进行说明，但不用于限定本发明实施例的技术方案。
50.图8是根据本发明可选实施例的一种dfb激光器结构的示意图；如图8所示，在本可选实施例中，提供了一种dfb激光器的结构，该光纤激光器包括：第一泵浦光纤光栅1、多模半导体激光器2、信号泵浦合束器3、泵浦增益光纤4、信号泵浦合束器5、多模半导体激光器6、dfb谐振腔7、第二泵浦光纤光栅8、剥模器9、温控系统10。
51.其中，信号泵浦合束器3和信号泵浦合束器5分别连接在泵浦增益光纤4两端，信号泵浦合束器3的另一端连接第一泵浦光纤光栅1和多模半导体激光器2，泵浦增益光纤4的另一端连接dfb谐振腔7和多模半导体激光器6，dfb谐振腔7的另一端连接第二泵浦光纤光栅8，剥模器9和第二泵浦光纤光栅8的另一端连接，温控系统10连接dfb谐振腔7。
52.通过上述dfb激光器，一方面通过双端泵浦技术，在不降低泵浦效率的基础上，使泵浦光的总能量增加，即，使用多模半导体激光器2和多模半导体激光器6产生泵浦光，泵浦光分别通过对应的信号泵浦合束器进入泵浦增益光纤4。
53.另一方面，泵浦增益光纤4吸收来自多模半导体激光器2和多模半导体激光器6产生泵浦光之后，对泵浦光进行第一级放大，得到放大光束。
54.最后，上述放大光束在第一泵浦光纤光栅1和第二泵浦光纤光栅8之间来回反射，反复被dfb谐振腔7中的增益光纤吸收并进行第二级放大，得到目标光束。在二级放大过程中，温控系统10持续作用于dfb谐振腔7避免激光产生的热量累积，导致dfb谐振腔出现模式不稳或跳模现象，劣化单频光纤激光器线宽、频率噪声等光学参数。
55.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。