具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示为本发明一实施例中的时序可编程的复合激光脉冲控制系统，该系统包括第一激光器、第二激光器、第一声光模块、第二声光模块和时序信号控制单元。其中，第一激光器用于发射第一激光B1，第二激光器用于发射第二激光B4。在一实施例中，第一激光器和第二激光器中的一种为连续激光器，另一种为脉冲激光器。

其中，第一激光器用于向第一声光模块发射入射角为布拉格角θ_B的第一激光B1。

第一声光模块用于产生超声场以使第一激光B1发生布拉格衍射，形成第一衍射光B2和第二衍射光B3，第二衍射光B3以布拉格角θ_B入射至第二声光模块。

第二激光器用于向第二声光模块发射入射角为布拉格角θ_B的第二激光B4，且第二激光B4和第二衍射光B3位于第二声光模块光学法线的两侧，即第二激光B4第二衍射光B3和光学法线位于同一平面，第二激光B4和第二衍射光B3位于光学法线的两侧并与光学法线的夹角均为布拉格角θ_B。

第二声光模块用于产生超声场以分别使第二激光B4和第二衍射光B3发生布拉格衍射，第二激光B4经衍射后分成第一子衍射光和第二子衍射光，第二衍射光B3经衍射后分成第三子衍射光和第四子衍射光，所述第一子衍射光与所述第四子衍射光的传播方向相同，合成第三衍射光B5，所述第二子衍射光与第三衍射光B5的传播方向相同，合成第四衍射光B6，以第三衍射光B5和第四衍射光B6中的至少一种作为复合激光。

时序信号控制单元，用于向所述第一声光模块和第二声光模块发射电信号以控制各声光模块中的超声场强度，继而调节各声光模块的衍射光与入射光的光强之比，从而调节复合激光的时序和强度。

在一实施例中，如图2所示，各声光模块中均包含有压电换能器和声光互作用介质，时序信号控制单元中的射频驱动单元向压电换能器提供电信号，压电换能器将电信号转换为对应频率的超声波信号，传入声光互作用介质，在声光互作用介质中形成特定频率的超声场，使具有入射角为布拉格角θ_B的入射光与超声场发生声光互作用，产生布拉格衍射，形成两束衍射光，其中一束衍射光的方向与入射光的方向相同，为0级衍射光，另一束衍射光位于光学法线的另一侧，即由0级衍射光沿超声场传播方向偏转两倍布拉格角出射，为+1级衍射光。其中，布拉格角的大小与入射光波长λ₀、声光介质折射率η、介质中声速υ_s以及超声频率f_s有关，计算公式为：sinθ_B＝λ₀f_s/(2ηυ_s)。忽略光的传播损耗，入射光通过声光介质后可近似视为完全分为0级衍射光和+1级衍射光，即入射光光强为两束衍射光之和，其中+1级衍射光的光强与入射光光强之比定义为衍射效率η_o，η_o完全由驱动电源施加的电压大小决定，随着电压的增大而提高，最高可达90％。因此，在本实施例中，使用声光偏转方法改变光路方向，其中声光偏转模块中的声光互作用介质损伤阈值极高，且声光偏转效率可达到90％，因此可实现对高功率激光光束的高效合束。

在一实施例中，所述声光互作用介质的材料为石英晶体或石英玻璃，或其他可用作超声场载体的材料。

在一实施例中，所述第一激光器和所述第二激光器所发射的激光的波长相同，以实现想干合束。

在一实施例中，如图1所示，该复合激光系统还包括第一全反镜、第二全反镜和吸收体，所述第一全反镜和所述第二全反镜用于将所述第一衍射光B2反射至吸收体，吸收体用于吸收第一衍射光B2和第三衍射光B5。在一实施例中，该复合激光系统还包括第三全反镜和扩束器，第三全反镜用于将第四衍射光B6反射至扩束器，扩束器用于对所述第四衍射光B6进行准直聚焦后输出复合激光。进一步的，上述各全反镜的镜面面积大于各对应入射光的光斑面积，以使入射光全部反射。

在本实施例中，以第一激光器为连续激光器、第二激光器为脉冲激光器为例进行说明，在其他实施例中，也可以是第一激光器为脉冲激光器、第二激光器为连续激光器。

在本实施例中，如图1所示，连续激光器与脉冲激光器的出射第一激光B1、第二激光B4并分别以相同的布拉格角θ_B入射第一、第二声光模块，当两声光模块均开启时，连续激光器出射的第一激光B1经过第一声光模块后，在布拉格衍射的作用下将分为两束光，其中第一衍射光B2(0级衍射光)按入射光相同方向出射，经第一全反镜与第二全反镜后被吸收体完全吸收，而第二衍射光B3(+1级衍射光)将以与第二衍射光B2成2θ_B夹角出射，并以θ_B入射第二声光模块，入射第二声光模块的B3仍满足布拉格条件，并与脉冲激光器的出射第二激光B4成2θ_B夹角。第二衍射光B3经过第二声光模块后分为两束，第三子衍射光(0级衍射光)按照第二衍射光B3方向出射，即图中B6光束方向，而第四子衍射光(-1级衍射光)以与第三子衍射光呈2θ_B夹角出射，即图中B5方向。第二激光B4经过第二声光模块后也分为两束，第一子衍射光(0级衍射光)按照B4方向出射，即图中B5方向，第二子衍射光(+1级衍射光)以与第一子衍射光呈2θ_B夹角出射，即图中B6方向。第二衍射光B3与第二激光B4两路光经过第二声光模块后沿B5方向出射的光束被吸收体完全吸收。由此可以看出，第二衍射光B3与第二激光B4两束光在经过第二声光模块后，分出的两束光恰有相反的分光比，通过调控第二声光模块的电压，便可实现对第三衍射光B6光束中连续分量与脉冲分量强度的灵活调控，而第一声光模块则主要控制连续激光器的开关与强度，第一、二声光模块上的驱动信号由时序信号控制单元负责调控。

下面给出光路中主要光束的光强之间的关系。记第一激光B1的光强为I₁，第一衍射光B2的光强为I₂，第二衍射光B3的光强为I₃，第二激光B4的光强为I₄，第三衍射光B5的光强为I₅，第四衍射光B6的光强为I₆。记第一声光模块的衍射效率为η₁，第二声光模块的衍射效率为η₂。则有

I₂＝I₁(1-η₁)

I₃＝I₁η₁

I₅＝I₃η₂+I₄(1-η₂)＝I₁η₁η₂+I₄(1-η₂)

I₆＝I₃(1-η₂)+I₄η₂＝I₁η₁(1-η₂)+I₄η₂

由于η₁和η₂均可以在0～90％之间取值，因此I₆中连续分量与脉冲分量的占比可调范围可以覆盖绝大部分应用场景。

在一实施例中，时序信号控制单元分别向第一声光模块和第二声光模块发射两个独立时序的驱动电信号以独立控制各声光模块中衍射光与入射光的光强之比。例如，以驱动信号1控制第一声光模块，以第二驱动信号2控制第二声光模块。进一步的，驱动电信号可以为脉冲信号，通过调节驱动电信号的幅值调节对应声光模块的衍射效率，从而控制复合光的时序和强度。

本发明还涉及一种时序可编程的复合激光脉冲控制方法，包括：提供上述任一种时序可编程的复合激光脉冲控制系统；调节时序信号控制单元发射电信号的时序和强度，以形成不同时序和强度的复合激光。

为进一步详细说明本发明的应用，如图3所示，提供本发明产生不同时序复合激光输出的几种控制方式。

对于情形1，在所给出的时间段内，驱动信号2均为0，而驱动信号1时序波形具有三段高电平，令该电平满足在该电平条件下第一声光模块对于第一激光B1的声光偏转效率η₁达到最大值90％，该电平大小记作EL1。可以看出该情形下输出的复合激光的波形与驱动信号1波形一致，其中输出光完全由连续激光组成，无脉冲分量，强度为连续激光器输出强度的90％。

对于情形2，在所给出的时间段内，驱动信号1均为0，而驱动信号2时序波形具有三段高电平，电平大小为EL1，此时第二声光模块对于第二B4的声光偏转效率η₂达到最大值90％。可以看出该情形下输出的复合激光的波形分为三段，每段均由脉冲激光组成，对应的时间区间与驱动信号2波形中的高电平阶段完全一致，强度为脉冲激光器输出强度的90％。

对于情形3，在所给出的时间段内，驱动信号1与驱动信号2交替开关，其高电平大小均为EL1。该情形下输出的复合激光波形为连续激光和脉冲激光时序上交替出现，强度均为激光器输出强度的90％。

对于情形4，在所给出的时间段内，驱动信号1在某时刻上升至高电平并保持，电平大小为EL1，而驱动信号2的时序波形中含有三段高电平，其大小均为使声光偏转效率η₂为50％的电平值，记作EL2。可以看出该情形下输出的复合激光波形较为复杂，当驱动信号1变为高电平时，在驱动信号2为0时，复合激光完全由连续激光组成，而在驱动信号2为高电平时，复合激光中既含有连续分量，又含有脉冲分量，连续分量的强度为连续激光器输出强度的45％，脉冲分量为脉冲激光器输出强度的50％。

对于情形5，在所给出的时间段内，驱动信号1和驱动信号2交替开关，且驱动信号1每段波形均为由EL1降低至0的缓下降三角波，驱动信号2的高电平大小为EL1。可以看出该情形下输出的复合激光为连续激光和脉冲激光时序上交替出现，与情形3不同的是连续分量受到强度调制，在每段中逐渐衰减至0。

本发明控制方式不限于仅实现本实施例所列情形，可实现具有任意时序编程的驱动信号输送，从而实现对复合激光中连续分量和脉冲分量的时序和强度灵活调控。

总体而言，本方案使用声光模块，声光模块内部产生超声场，控制入射光以布拉格角θ_B入射到声光模块中，与声光模块的超声场发生声光互作用，产生布拉格衍射，可以对较宽带宽范围内的波长的两台激光器进行合束，且对入射激光的偏振态无特定要求，合束后也不会降低输出光的光束质量；本方案使用两个声光模块，第一激光和第二激光经过两个声光模块后最后合成第三衍射光和第四衍射光，可以以第三衍射光和第四衍射光中的至少一种作为复合激光，该复合激光的光强为第一激光和第二激光按照一定比例的合成，该比例与各个声光模块所形成的衍射光与入射光的光强之比相关，通过调节时序信号控制单元所发射的电信号的强度和时序，可以调节各个声光模块衍射光与入射光的强度之比，从而对复合激光中的第一激光和第二激光的强度和时序进行灵活调控，以合成所需强度和时序的复合激光。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。