[發明專利]一種高能激光束雜散光能量測量系統

有效

• 申請號: 201310582846.6
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103604495A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 范國濱;張衛;常艷;魏繼鋒;周山;周文超;彭勇;田英華;黃德權;沙子杰;蔣志雄;胡曉陽
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01K7/04
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 韓志英

技術領域

?本發明屬于高能激光能量測量領域，具體涉及一種高能激光束雜散光能量測量系統，適用于環形高能激光束雜散光能量測量。

背景技術

在高能激光傳輸過程中，通道內激光束衍射、高階模、光學元件散射等高頻分量雜散光的存在，是引起激光傳輸效率降低、造成部分能量損失的重要因素。雜散光造成的能量損失會對光束傳輸產生重大影響，能量損失導致通道整體溫升，使內通道的光束傳輸產生嚴重波前畸變和光束漂移，溫升導致內通道及通道內鏡架等結構形變引起光束的漂移，嚴重時光束可能損壞內通道甚至無法正常輸出。然而，目前尚無針對高能激光束雜散光能量測量的專用測試設備，其主要設計瓶頸在于：一方面，高能激光在近場傳輸距離較長，通常達到數十米，雜散光造成的能量損失覆蓋整個傳輸路徑，并且雜散光與高能激光束在空間上高度重合，分布特性極其復雜，目前還沒有高能激光束雜散光分布特性方面的報道，這給雜散光能量測量造成極大的困難；另一方面，雜散光強度變化較大，部分信號信噪比較低，且現場環境復雜，對系統的測量精度要求較高，如何獲得較大的信噪比和較高的測量精度也是需要重點解決的問題。

發明內容

為了實現對高能激光束雜散光大范圍復雜分布的動態測量，并提高能量測量的精度，本發明提供了一種高能激光束雜散光能量測量系統。

一種高能激光束雜散光能量測量系統，其特點是，所述的測量系統包括數個吸收光闌、熱電偶溫度傳感器、光闌固定支架、引線、溫度采集模塊、網絡交換機、上位機；所述的吸收光闌為圓環形；其連接關系是，所述的吸收光闌通過螺紋與光闌固定支架連接；吸收光闌背光面設置有數組熱電偶溫度傳感器固定槽位，每組的熱電偶溫度傳感器固定槽位均設置在吸收光闌背光面對應的同心圓圓周上；熱電偶溫度傳感器粘接于熱電偶溫度傳感器固定槽位中，熱電偶溫度傳感器通過引線與溫度采集模塊電連接；溫度采集模塊通過網線與網絡交換機電連接；網絡交換機通過網線與上位機電連接；數個吸收光闌設置于高能激光的傳輸路徑上。

所述的每組的熱電偶溫度傳感器固定槽位等距離的設置在一個同心圓圓周上。

所述的吸收光闌迎光面設置有環形的V型槽，數個V型槽的槽底構成一組圓環，圓環的圓心與吸收光闌的圓心重合。

所述的V型槽夾角α的范圍為20°～60°；所述的V型槽的深度小于等于吸收光闌厚度的0.5倍。

所述的吸收光闌的內徑為被測激光束外徑的1.05～1.1倍，吸收光闌的外徑大于等于被測激光束外徑的2倍。?

所述的熱電偶溫度傳感器的工作端為露端型。

所述的熱電偶溫度傳感器的工作端嵌入吸收光闌背光面設置的熱電偶溫度傳感器固定槽位中；每個吸收光闌上粘接有數組結構相同的熱電偶溫度傳感器，每組的熱電偶溫度傳感器對應粘接在熱電偶溫度傳感器固定槽位中；每組的熱電偶溫度傳感器采用串聯連接，并通過引線與溫度采集模塊電連接。

所述的吸收光闌采用的材料為硬鋁或紫銅，吸收光闌迎光面的表面為經過高溫等離子噴涂氧化鋁和氧化鈦混合物的涂層。

為了實現對高能激光束雜散光大范圍復雜分布的動態測量，本發明中吸收光闌、溫度采集模塊均采用標準模塊化設計，并采用分布式系統布局，多個獨立設計的吸收光闌設置于高能激光的傳輸路徑上，利用多個標準模塊化設計的溫度采集模塊及網絡交換機、上位機組建分布式測量系統。上位機通過網絡交換機發送上層控制命令至各個溫度采集模塊，各溫度采集模塊接收到命令后解析轉換為底層采集硬件電路控制命令，實現同步采集控制，并將采集后的數據通過網絡交換機發送至上位機進行數據處理與顯示。