[發明專利]激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置和方法

無效

• 申請號: 200810200627.6
• 申請日: 2008-09-27
• 公開（公告）號: CN101358898A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: 陳力;欒飛;陳偉;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及一種激光棒的熱透鏡效應，尤其是一種激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置和方法。

背景技術

激光材料因吸收了泵浦輻射而發熱，而散熱又要求對其表面進行冷卻，這兩者使激光材料內部產生不均勻的溫度分布。由于溫度和應力的改變使折射率發生變化，導致激光束的畸變。對于激光棒，與溫度有關的折射率變化量和半徑r是二次方關系，沿棒軸向傳播的光束將出現二次方的空間相位變化，此擾動相當于球面透鏡效應，稱為熱透鏡效應，其中正熱透鏡效應較為常見。熱透鏡效應不僅影響激光器的輸出能量和光束發散角，當焦點落在激光棒內部時，將在工作物質內部產生激光損傷。目前已有多種方法來修正和補償激光棒的熱透鏡效應。但為了有效地實現熱透鏡效應的補償，首先必須獲得熱透鏡的焦距值。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術現狀，提供一種激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置和方法，它能夠準確、方便地測量較短的激光棒正熱透鏡焦距值。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置，構成包括激光器、光束準直和擴束系統、薄凸透鏡和觀測裝置，在所述的激光器的輸出光路上依次設置所述的光束準直和擴束系統、薄凸透鏡和觀測裝置。

所述的觀測裝置可以是觀察屏，也可以是光束輪廓分析儀，所述的光束輪廓分析儀具有光束直徑自動測量功能。

利用所述的激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置對激光棒正熱透鏡焦距的測量方法，其特征在于包括下列步驟：

①開啟所述的激光器，所述的激光器發射的激光通過所述的光束準直和擴束系統后平行入射到待測激光棒上，所述的平行入射光的直徑不小于所述的待測激光棒的直徑，所述的平行入射光通過所述的待測激光棒后形成所述的透射光路，所述的觀測裝置垂直于所述的透射光路；

②所述的觀測裝置由所述的待測激光棒的后表面開始沿所述的光路平行移動，當所述的觀測裝置上的光斑由減小變為增大時，記錄所述的觀測裝置所在的位置，即焦點位置范圍；

③所述的觀測裝置繼續沿光路向后移動一定距離后靜止放置，所述的透射光在所述的觀測裝置上形成初始光斑，測量所述的初始光斑的直徑；

④將所述的薄凸透鏡在所述的待測激光棒和所述的觀測裝置之間插入光路，并使所述的薄凸透鏡與光路垂直，所述的薄凸透鏡的焦距應大于所述的觀測裝置到所述的焦點位置范圍的距離，所述的薄凸透鏡在所述的焦點位置范圍內移動，所述的透射光在所述的觀測裝置上形成成像光斑，測量所述的成像光斑的直徑，當所述的成像光斑的直徑等于所述的初始光斑的直徑時，所述的薄凸透鏡所在的位置就是所述的待測激光棒的正熱透鏡的焦點的位置，所述的正熱透鏡的焦點的位置與所述的待測激光棒沿光路方向中心位置的距離即為所述的待測激光棒的正熱透鏡的焦距值。

本發明的優點在于：

1、本發明所提供的激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置，測量裝置簡便。

2、本發明所提供的激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置，測量過程方便準確。

3、本發明采用光束輪廓分析儀自動測量光束直徑，便于進行自動化測量。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構示意圖。

圖2為本發明實施例2的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

實施例1：

圖1為本發明實施例1的結構示意圖。由圖可見，本發明激光棒正熱透鏡焦距的測量裝置，包括波長為543nm的He-Ne激光器1，光束準直和擴束望遠鏡2，擴束后的平行入射光的直徑不小于待測激光棒3的直徑，觀測裝置4與光路垂直，由待測激光棒3的后表面開始沿光路向后移動，當觀測裝置4上的光斑由減小變為增大時，記錄觀測裝置4所在的焦點位置范圍，觀測裝置4繼續沿光路向后移動一定距離后靜止放置，待測激光棒3的透射光在觀測裝置4上形成初始光斑，測量初始光斑的直徑，將薄凸透鏡5插入光路，薄凸透鏡5與光路垂直，薄凸透鏡5的焦距大于觀測裝置4到焦點位置范圍的距離，薄凸透鏡5在所述的焦點位置范圍內移動，待測激光棒3的透射光在觀測裝置4上形成成像光斑，測量成像光斑的直徑，當成像光斑的直徑等于初始光斑的直徑時，薄凸透鏡5所在的位置就是正熱透鏡的焦點的位置，正熱透鏡的焦點的位置與待測激光棒5沿光路方向中心位置的距離，即為待測激光棒5的正熱透鏡的焦距值。所述的觀測裝置4為觀測屏。