[實用新型]高能強激光發散角綜合測試裝置

無效

• 申請號: 200820063104.7
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN201225885Y
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 鐘鳴;樊紅英;代明;胡紹云
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二○九研究所;樊紅英;胡紹云
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01M11/00;G01M11/02;H01S3/00;H01S5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種高能強激光發散角綜合測試裝置，屬于激光參數測試領域。

背景技術

目前，激光發散角的測量主要有兩種方法：一種是套孔法，另一種是CCD法。套孔法測量裝置主要由聚焦透鏡、小孔光闌和能量計(或功率計)等幾部分組成。它適用于穩定的連續激光束或脈沖激光束的發散角測量。但是，套孔法不能實時觀察激光光斑，不能用于對光束指向不穩定的激光束發散角的測量。CCD法測量裝置主要由聚焦透鏡、衰減器和CCD測試系統組成，適用于連續激光束或脈沖激光束的發散角測量。但由于CCD法容易受背景噪聲的干擾，動態范圍較小，導致光斑直徑定義困難。并且由于CCD的閾值很低，在強激光的測量中需經過上百個dB的衰減，采用吸收衰減的方式時，由于吸收材料的不均勻和衰減片的面形偏差，將會導致光斑產生畸變，影響發散角的測量。

發明內容

為了克服現有的強激光發散角測試方法的不足，本實用新型提供一種新型發散角測試裝置，該裝置將CCD法和套孔法兩種通用的發散角測試方法集成到一套系統中，可以盡量減小光束指向不穩定性和背景噪聲的影響；在衰減系統中融反射式衰減和透射式衰減于一體，在反射式衰減中，由于光束不需要透過反射材料，避免反射材料的不均勻和衰減片厚度不均勻引入的畸變，從而可以減小衰減系統對激光光束質量的影響。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：在衰減系統中，我們首先采用兩個光楔反射分光，由于每個光楔的反射率約為4％，強激光束通過兩個光楔分光后，能量下降為原來的1/625，透射式衰減片置于CCD的進光口，可以同時起到衰減激光束和隔除雜散光的作用。在激光發散角的測試中，采用套孔法和CCD法這兩種目前通用的發散角測試方法在同一時刻對同一光束進行測量，即在聚焦透鏡后用一個組合棱鏡和一個直角棱鏡將光束分為兩束，一束光經衰減系統衰減后進入CCD測量系統，另一束光通過位于焦面上的可微調的小孔光闌進入能量計。組合棱鏡由兩個直角棱鏡組成，其中一個棱鏡斜面鍍有部分反射膜，這樣，當光束從直角棱鏡的直角邊入射后，由于反射膜的折射率大于直角棱鏡的折射率，所以不會在斜面產生全反射，僅有部分光從另一直角邊反射出去，其余的光則從組合棱鏡中透射出去，從而達到在不改變光束橫向位移的情況下分束的目的。為保證CCD靶面和小孔光闌均位于聚焦透鏡焦面上，需在調光路前計算組合棱鏡與直角棱鏡的距離和透射式衰減系統的長度，以使到達CCD靶面的光束和到達小孔光闌的光束光程相等且均位于聚焦透鏡焦面處。在發散角測量時，首先用CCD測量系統和能量計在不加光闌(或光闌口徑遠遠大于光束直徑)的情況下測量得到一組數據，然后加上光闌，改變光闌孔徑，當有光闌和無光闌時的能量之比接近86.5％時，記錄此時的能量計讀數和CCD光斑，由有光闌和無光闌時的能量透過率比值和小孔光闌直徑值，按套孔法公式可計算出聚焦透鏡焦面處的光斑直徑，該光斑直徑除以聚焦透鏡焦距就可得到套孔法激光發散角。該測量結果與CCD測量系統所測發散角比對，便可獲得到被測光束遠場發散角值。

本實用新型的有益效果是，在吸收衰減中引入反射式衰減，可以方便地測量高能強激光的發散角；將CCD法和套孔法兩種通用的發散角測試方法集成到一套系統中，測量直觀，測量精度較高。系統中所采用的均為成熟的測量方法和商品化的光學組件，結構簡單易行。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的原理圖。

圖2是圖1中5、6、7組件的三維立體圖。

圖1中：1.被測激光器，2.光楔，3.光楔，4.聚焦透鏡，5.直角棱鏡(斜面鍍部分反射膜)，6.直角棱鏡，7.直角棱鏡，8.X-Y-Z位置調整裝置，9.可調小孔光闌，10.能量計(或功率計)，11.能量計(或功率計)主機，12.衰減器，13.CCD相機，14.圖像采集和計算機處理系統。

具體實施方式

被測激光器(1)發射的激光束經光楔(2)和(3)反射衰減后(約衰減28dB)，再經過聚焦透鏡(4)聚焦，位于聚焦透鏡后的(5)、(6)組合棱鏡和直角棱鏡(7)將光束一分為二，一束光通過位于聚焦透鏡焦面上的小孔光闌(9)進入能量計(10)，由能量計主機(11)獲得其能量值，為保證小孔光闌(9)位于聚焦透鏡(4)的焦面處，并使光束垂直通過小孔光闌(9)的中心，可通過X-Y-Z位置調整裝置(8)調節其位置。另一束則通過衰減器(12)進入CCD相機(13)，然后經圖像采集與計算機處理系統(14)獲得發散角測量結果。