[發明專利]激光絕對輻射傳遞標準裝置

有效

• 申請號: 200910023815.0
• 申請日: 2009-09-07
• 公開（公告）號: CN101655390A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 南瑤;于帥;許榮國;桑鵬;史繼芳;楊鴻儒;孔軍;胡承宇
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二〇五研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 趙振紅

技術領域

本發明光學計量領域，主要涉及一種激光功率傳遞標準裝置，尤其涉及一種激光絕對輻射傳遞標準裝置。

背景技術

激光率是評價激光的重要參數，通常采用激光絕對輻射傳遞標準裝置對其進行測量。激光絕對輻射傳遞標準裝置可以是單獨的傳遞標準器，也可以由傳遞標準器和靈敏度線性測量裝置構成。傳統的傳遞標準器由陷阱型光電探測器、數字電壓表和計算機系統組成。連續激光輻射到陷阱型光電探測??器探測面上，輸出電響應被數字電壓表測量，計算機系統對電響應測量數據進行處理后獲得被測激光的功率值。為了保證傳遞標準器測量結果的準確性和統一性，傳遞標準器需要向上一級標準溯源并根據溯源結果對傳遞標準器進行線性修正。傳遞標準器的溯源一般采用與低溫輻射計直接比對法，即在輸出功率小于1mW的標準激光光源照射下，先用低溫輻射計測量獲得激光功率P₀，再用傳遞標準器測量獲得測量電壓V，測量電壓V與激光功率P₀的比值作為傳遞標準器溯源獲得的靈敏度R₀；再用靈敏度線性測量裝置對傳遞標準器的靈敏度線性進行測量。這種靈敏度線性測量裝置的工作原理為：將帶有兩個光孔的調制盤放置在激光光源與傳遞標準器的光電探測器之間且兩個光孔分別對準靈敏度線性測量裝置中的兩條光路，通過一個由步進電機驅動的擋板實現傳遞標準器的三次不同采樣(即擋板分別處于遮擋第一光孔或遮擋第二光孔或均不遮擋這三個位置上)獲得在激光功率值P_i下的三個電壓響應值V₁、V₂、V₃，傳遞標準器的計算機系統根據一組功率標定公式計算出P_i所對應?的標定靈敏度R_i并存盤。傳遞標準器可根據存盤的標定靈敏度R_i對其以后測量的激光功率進行修正。然而，對于功率大于1mW的連續激光而言，由于飽和效應和熱效應，傳遞標準器的靈敏度線性和穩定性都會迅速變差，無法完成高精度的激光功率測量。此外，在對傳遞標準器進行線性標定中，由于靈敏度線性測量裝置在采集電壓響應值V₁、V₂、V₃時，擋板的運動是間斷的，因此，在同一個激光功率值下的采樣周期較長，導致激光光源的穩定性對標定靈敏度R_i帶來較大影響，進而降低了標定精度。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是，針對現有激光功率傳遞標準裝置的不足，提供一種能夠對0.5mW～100mW的連續激光進行精確測量的激光絕對輻射傳遞標準裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的激光絕對輻射傳遞標準裝置是在傳統傳遞標準器的基礎上增加了一個含有第一直流電機、第一殼體、第一蓋板和第一葉片的取樣斬波器組件，所述傳統傳遞標準器含有光電探測器、數字電壓表和裝有數據處理軟件包的計算機系統，所述第一葉片為圓片結構且帶有1～4個第一透光孔，所述第一透光孔均勻分布在以葉片中心為圓心的同一圓周上；所述第一殼體為U型且底部帶有第二透光孔，第二透光孔位于與第一殼體底部中心為圓心的圓周上；第一蓋板上帶有中心孔和第三透光孔，第三透光孔位于以第一蓋板中心為圓心的圓周上；所述第一直流電機安裝在第一蓋板的中心孔處，第一葉片位于第一殼體中且第一葉片中心與第一直流電機轉軸固連，第一蓋板固連在第一殼體的敞口一端，所述第二透光孔和第三透光孔的圓心正對第一透光孔所在的圓周；取樣斬波器組件放置在被測激光器與所述光電探測器之間，且所述第二、第三透光孔與光電探測器上的光束輸入口正對；被測激光器輸出的連續激光經過所述取樣斬波器組件后變為脈沖光，該脈沖光被光電探測器探測并轉換成脈沖電壓信號，脈沖電壓信號經所述數字電壓表采集后送入所述計算機系統；所述數據處理軟件包含有存儲模塊和激光功率計算模塊，存儲模塊中存有靈敏度隨響應電壓變化的靈敏度線性標定曲線和測量不確定度隨響應電壓變化的測量不確定度標定曲線，激光功率計算模塊根據有效測量電壓計算被測激光器的激光功率及對應的擴展不確定度并輸出，所述有效測量電壓取所述脈沖電壓信號中各峰值扣除背景噪聲的平均值。