[發(fā)明專利]激光光束分析儀校準方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210497461.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103017664A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王艷萍;馬沖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量科學(xué)研究院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儀器校準技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光光束分析儀校準方法及系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

在近十幾年新興發(fā)展的激光微細加工、醫(yī)用激光源診斷治療、激光雷達、慣性約束核聚變等高新技術(shù)中，對于激光光束聚焦程度，光束模式等光束質(zhì)量提出了更為嚴格的要求，同時對激光光束經(jīng)大氣或光學(xué)元件的傳輸特性需要有更為準確的描述和控制。這對于用來衡量激光光束質(zhì)量，表征激光光束傳輸特性的激光空域參數(shù)的準確有效測量提出了更高要求。激光光束寬度是最基本的激光空域參數(shù)，也是確定其他重要空域參數(shù)如光束發(fā)散角，激光光束傳輸比因子，激光光束聚焦特征參數(shù)值等的必要測量值。?

激光光束分析儀是測量光束寬度的常見儀器，激光光束分析儀的校準需求日益增加，但對于激光光束分析儀的校準仍無有效、準確、可靠的校準方法和系統(tǒng)。?

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題?

本發(fā)明提供一種激光光束分析儀的校準方法及系統(tǒng)，用以解決激光光束分析儀，尤其是激光光束分析儀標準裝置的量值溯源問題，保證激光光束分析儀測量光束寬度的準確、有效性。?

（二）技術(shù)方案?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種激光光束分析儀的校準方法，包括以下步驟：?

將激光器發(fā)出的激光束經(jīng)一平行光場產(chǎn)生裝置整形成平行光場；?

所述平行光場經(jīng)一具有標準孔徑的光闌后得到標準束寬的平頂光束，其中，所述平行光束的傳播方向平行于所述光闌的法線方向，且所述平行光束場半徑大于所述光闌的半徑；?

所述光闌應(yīng)緊貼探測器接收面，并且其孔徑為已校準過的標準值。?

所述標準束寬的平頂光束垂直入射到被校激光光束分析儀的探測器傳感面上，測量6個以上所述標準束寬的平頂光束的光束寬度d_DUT，取d_DUT的平均值

根據(jù)公式計算激光光束分析儀的光束寬度修正因子C，完成對激光光束分析儀光束寬度量值的校準，其中，d_s為光闌孔徑值，k為常數(shù)。?

如上所述的激光光束分析儀測量光束寬度的校準方法，優(yōu)選的是，所述光闌緊貼在探測器傳感面上。?

如上所述的激光光束分析儀測量光束寬度的校準方法，優(yōu)選的是，測量6個以上所述標準束寬的平頂光束的光束寬度d_DUT。?

本發(fā)明還提供一種激光光束分析儀的校準系統(tǒng)，包括激光器、平行光場產(chǎn)生裝置、衰減器、具有標準孔徑的光闌以及被校激光光束分析儀；?

所述平行光場產(chǎn)生裝置用于將所述激光器發(fā)出的激光束整形成平行光場；?

所述衰減器緊貼在所述光闌位于入射光一側(cè)的端面上，用于調(diào)節(jié)入射到所述光闌上的平行光束的強度，以及減少背景輻射對測量結(jié)果的影響；?

所述具有標準孔徑的光闌緊貼在所述被校激光光束分析儀探測器的傳感面上，用于將入射的平行光束整形成標準束寬的平頂光束；?

所述被校激光光束分析儀用于測量所述標準束寬的平頂光束。?

如上所述的激光光束分析儀校準系統(tǒng)，優(yōu)選的是，所述平行光場?產(chǎn)生裝置包括依次設(shè)置在校準系統(tǒng)光路上的與所述激光器波長匹配的光纖準直器、單模光纖和光學(xué)會聚模塊；?

所述光纖準直器用于將激光束耦合至所述單模光纖；?

所述單模光纖用于形成點光源；?

所述光學(xué)會聚模塊用于將點光源轉(zhuǎn)化為平行光束場。?

如上所述的激光光束分析儀測量校準系統(tǒng)，優(yōu)選的是，所述光闌采用銦鋼材料。?

如上所述的激光光束分析儀測量校準系統(tǒng)，優(yōu)選的是，所述激光器為氦氖激光器。?

（三）有益效果?

本發(fā)明所提供的激光光束分析儀校準方法及系統(tǒng)，通過構(gòu)造的平行光場，并經(jīng)一具有標準孔徑的光闌形成光束寬度已知的平頂光束，被校激光光束分析儀測量該平頂光束的束寬，并比較測量值和光束寬度標準值，使得激光光束分析儀光束寬度測量值可直接溯源至計量準確度非常高的長度量值，實現(xiàn)激光光束分析儀的校準。該方法及系統(tǒng)有效可行，準確穩(wěn)定，操作簡便，量值復(fù)現(xiàn)性好，解決了激光光束分析儀光束寬度量值的溯源問題，并大大提高了校準精確度。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一中激光光束分析儀校準系統(tǒng)的組成示意圖；?

圖2為本發(fā)明實施例一中平行光場產(chǎn)生裝置的組成示意圖。?