[發明專利]一種大功率激光參數的測量裝置

無效

• 申請號: 201210215204.8
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102853904A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 項震;黨東妮;高衛;孫奕帆;王泗宏;葉際斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學;北京跟蹤與通信技術研究所
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01J1/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及大功率或大能量的激光信號測量領域，尤其涉及一種大功率激光參數的測量裝置及方法。

背景技術

應用于激光加工或其他特殊領域的大功率激光器，針對一些特殊設計的大功率激光器，由于平均功率或是脈沖能量過高，市場上沒有可以適用的激光功率計或是能量計，通常用大型的水箱或黑體吸收入射激光能量，通過檢測水或者黑體的溫度升高對激光的功率或能量進行測量。為了達到能量吸收的目的，這種機構通常體積較為龐大，而且為了達到準確測量其溫升的目的，測量裝置要有良好的保溫、隔熱，測量裝置在吸收激光能量的時候也要保證溫度分布均勻，這些都為測量裝置的研制提出了很高的要求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種大功率激光參數的測量裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種大功率激光參數測試裝置，它主要由分束鏡、計算機和若干個參數測試單元組成，所述分束鏡具有若干反射面，每個反射面的反射光路上置一參數測試單元，每個參數測試單元包括一能量測試單元和一功率測試單元，所有參數測試單元的能量測試單元和功率測試單元均與計算機相連；所述分束鏡的反射面的方程為：????????????????????????????????????????????????，其中，x，y，z為反射面的坐標，k為二次曲面常數,r為頂點的曲率半徑，，n為自然數。

進一步地，所述，所述分束鏡的反射面的方程為：?。

本發明的有益效果是：本發明將大功率/能量的激光分成多束光束，降低了對單個功率/能量探頭的量程和損傷閾值的要求，擴大了探頭可測量范圍，從而能夠便捷準確地測量大功率/能量的激光的參數；降低了大功率/能量的激光的測量成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

圖1是大功率激光參數測試設備組成及信息流程圖；

圖2是半圓形激光束在圓探頭上的壓縮示意圖；

圖3是激光分束鏡的設計圖；

圖4是反射光束在探測面上的圖形；

圖5是分光反射鏡模擬平行光入射光路示意圖；

圖6是分光反射鏡模擬平行光入射光路示意圖。

具體實施方式

本發明的原理是：利用反射式分束鏡，將大功率/能量的激光（平均功率或單脈沖能量大到以至于現有的通用功率計或能量計的量程不能滿足要求）分成多束光束，使得每一個單個光束的功率或能量能夠落在現有通用激光功率/能量探頭的測量范圍內，將每個探頭的讀數相加即可得到總數。

通常約束激光功率/能量計探頭最大量程范圍的主要原因是受到激光功率計或能量計的探頭能夠承受的最大平均功率密度（W/m2）、最大峰值功率密度（W/m2）和最大單脈沖能量密度（J/m2）三個條件的約束。本發明為有效發揮激光功率/能量探頭的使用效率，設計分束反射鏡的曲面形狀，將每一個光束直徑進行合理的壓縮或擴展，保證其照射到激光功率或能量計探頭表面時的光束尺寸正盡量接近探頭的有效接受面積。

針對不同波段的激光，在分束反射鏡的表面可以加鍍不同的金屬反射膜，例如針對3～11μm波長范圍內的激光，可以采用鍍金膜的方式，對以更短波長的激光可以在反射鏡表面加鍍鋁膜，針對紫外波段可以加鍍紫外增強鋁膜，以提高反射鏡的表面反射率。

針對不同波段的激光，依據探頭的吸能材料對不同波段的吸收效率不同，選擇適合探測波段的激光功率/能量探頭。

為了實現同時測量激光多個參數的目的，可以同時附加快速響應的光電傳感器對激光脈沖進行波形的連續采集，計算得到激光脈沖的脈沖寬度和重復頻率。根據平均功率的測量結果，可以計算得到峰值功率和單脈沖能量；根據單脈沖的測量結果可以得到峰值功率。

下面根據附圖詳細描述本發明，本發明的目的和效果將變得更加明顯。

圖1示出了本發明大功率激光參數測試裝置的組成。如圖1所示，本發明的裝置主要由分束鏡、計算機和若干個參數測試單元組成，所述分束鏡具有若干反射面，每個反射面的反射光路上置一參數測試單元，每個參數測試單元包括一能量測試單元和一功率測試單元，所有參數測試單元的能量測試單元和功率測試單元均與計算機相連。激光器輸出的激光束經過分束鏡，由分束鏡的若干反射面分成若干束光束，每個反射面反射的光束由置于該反射面反射光路上的參數測試單元的能量測試單元和功率測試單元測得能量和功率，計算機將所有參數測試單元測得的能量和功率進行求和，得到激光束的總能量和總功率。