[發明專利]基于光壓原理測量高能激光能量參數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201110233271.8
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102322951A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 陳紹武;葉錫生;劉晶儒;吳勇;劉衛平;楊鵬翎;張磊
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01J1/56
• 分類號: G01J1/56
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

1.一種基于光壓原理測量高能激光能量參數的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1】在高能激光入射光路上設置光反射鏡，該反射鏡被變形桿固定，且變形桿可在光壓作用下產生足夠的扭曲變形和彎曲變形；

2】用至少3只位移傳感器實時測量激光出光過程中光壓引起的反射鏡的微位移；

3】對上述多個位移傳感器產生的微位移進行解算，得到激光產生的光壓值；

4】按照光壓和激光功率的關系，計算得到激光的功率值；

5】對出光時間內的激光功率積分得到入射激光的能量值。

2.根據權利要求1所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的方法，其特征在于：所述對多個位移傳感器產生的微位移進行解算得到激光光壓值的具體步驟如下：

1】建立位移傳感器位移δ與光壓值F、施力點坐標(x，y)的關系：

δ=F·y02(y0-3y)/6EI+F·x·x0/GIt]]>

其中：

EI表示反射鏡及變形桿的彎曲剛度，

GI_t表示反射鏡及變形桿的扭轉剛度，

變形桿上端的中部為坐標原點，

變形桿的長度方向為y軸，

寬度方向為x軸，

位移測點的坐標為(x₀，y₀)；

2】重復步驟1】建立多個位移傳感器位移δ與光壓值F、施力點坐標(x，y)的關系；

3】聯立步驟2】得到的方程組，計算得到光壓值F、施力點坐標(x，y)。

3.根據權利要求1或2所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的方法，其特征在于：所述激光功率和光壓的對應關系為：

F＝2·I·cosθ/c，

其中：

I為光功率，

F為光壓，

c為光速，

θ為光入射方向與反射鏡法線夾角。

4.一種基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：包括反射鏡、變形桿、機殼、至少3只設置在反射鏡背光面的位移傳感器；所述反射鏡和變形桿設置在機殼內；所述變形桿的下端部與反射鏡固連，變形桿的上端部與機殼固連；所述反射鏡設置在激光入射光路上，激光入射方向與反射鏡法線的夾角為45°～85°；所述多個位移傳感器用于監測反射鏡的微位移。

5.根據權利要求4所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述機殼為密封結構，機殼上設置有供入射光束和出射光束通過的光窗；所述入射光束窗口和出射光束窗口采用對被測激光波長高透的介質材料。

6.根據權利要求4或5所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述機殼底部安裝有吸震元件。

7.根據權利要求4或5所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述變形桿與反射鏡為同一種材料一體化加工而得。

8.根據權利要求7所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述反射鏡為硅、石英或碳化硅制成，其迎光面鍍有高反射膜。

9.根據權利要求4或5所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述位移傳感器為光纖位移傳感器或電容位移傳感器。

10.根據權利要求9所述的基于光壓原理測量高能激光能量參數的裝置，其特征在于：所述位移傳感器的位移測量分辨力為納米級。