[發明專利]一種激光器在線監測系統

有效

• 申請號: 201510058201.1
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104677599B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 徐亮;趙建科;段亞軒;李霞;周艷;陳永權;劉峰;楊菲;張潔
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 張倩

技術領域

本發明涉及一種雙譜段激光在線監測與調試系統的研究，主要用于各類激光器光學系統的檢測、調試，尤其是高功率激光器光學系統裝調、檢測階段的應用。通過激光器在線監測系統可驗證某型大功率激光器光學系統裝配是否滿足使用要求。

背景技術

近年來，隨著高功率激光技術的發展，對激光器光學系統的裝配技術要求越來越高，尤其是多譜段激光器光學系統的裝配更為困難。如激光器對于不同譜段要有優良的成像質量，而激光器光學系統的多譜段調校又很難在線監測，因此，急需針對該類多譜段激光器開發、建立一套激光器在線監測系統，來保證該激光器最終的裝配達到使用要求。

由于該類激光器光學系統(激光器光腔)比較特殊，能同時適應雙波段的激光發射，且激光器光腔能將入射的準直光原路返回，返回后不改變入射光的特性。介于該類激光器的特殊性，提出一種新型激光器在線監測系統來保證該類激光器裝配過程中能快速裝調光學系統。

目前，針對這類激光器的研制中，常見的激光器光學系統監測裝置都存在波段范圍窄，測量系統無法在可見光波段對被測激光器光學系統進行準確評價，而近紅外波段的光又無法實現與被測激光器光學系統的光路對準(本發明采用的激光器光學系統主要工作波段為1064nm，這種波長的光對于人眼來說是無法響應的)，因此，在裝調這種激光器時常常由于光譜不能被人眼識別而造成最終的光束質量難以評價。

所以我們結合目前經典的激光光學系統像質測量原理，采用一種消色差式共光路的方法來研究這種激光器光學系統的像質評價問題。另外，需要研究一種能快速診斷激光器光學系統遠場與近場特性的設備，而這在以往的測量裝置中都不具有這樣的能力。因此，綜上所述，為了解決這類激光器光學系統裝調與檢測的問題，需要研究一種雙波段激光器在線監測系統來輔助這類激光器的裝配。

由于激光器光路系統較為特殊，設計時首先將激光器光學腔設計成雙波段消色差式結構，同時激光器光學腔具有入射光沿原路返回的特性，即一束準直光對著激光器光學系統照射，則入射光會沿光軸原路返回，才以準直光的形式射出激光器光學系統。因此，利用激光器光學系統的這種特性，結合激光器光學系統測量原理，提出了一種雙波段激光器在線監測裝置及測量方法，可有效的在線評價激光器光學系統的裝配質量。

發明內容

為了解決現有的雙譜段激光器在裝調與檢測時存在光束質量難以評價的技術問題，本發明提供一種激光器在線監測系統及監測方法來保證激光器能在線快速診斷其裝調質量是否滿足使用要求。

本發明的技術解決方案：

一種激光器在線監測系統，其特殊之處在于：包括沿光路設置的主擴束系統1和第一半透半反射鏡2，所述第一半透半反射鏡2的透射光路上設置有第一探測器3，所述第一半透半反射鏡2的反射光路上設置有第二半透半反射鏡5，

所述第二半透半反射鏡5的一個透射光路上依次設置有聚焦鏡14、第二反射鏡15、第二探測器16，所述第二半透半反射鏡5的另一個透射光路上設置有角反射鏡4，所述第二半透半反射鏡5的反射光路上設置有第三半透半反射鏡6；

所述第三半透半反射鏡6的透射光路上依次設置有第一擴束器7、第一隔離器8和檢測激光器9，所述第三半透半反射鏡6的反射光路上依次設置有第一反射鏡13、第二擴束器12、第二隔離器11和調試激光器10，所述主擴束系統1的入射窗口與被測激光器的光腔17相對。

上述主擴束系統1的放大倍數由被測激光器的光腔17的口徑和第一探測器3的尺寸確定。

上述檢測激光器9為635nm激光器，所述調試激光器10為1064nm激光器。

上述主擴束系統1的放大倍數為10倍。

本發明所具有的優點：

1、本發明激光器在線監測系統，首次利用雙激光器檢測法定量的評價了激光器光學系統裝調的成像質量，解決了這種大功率激光器裝調階段無法實時監測裝配精度是否滿足設計要求的難題。

2、本發明激光器在線監測系統，結合經典的伽利略望遠系統原理，提出了一種消色差式擴束裝置，將不同波段的兩種激光光路耦合到主擴束系統中，可定性的通過可見光的手段對被測激光器光學系統進行調試，然后將初調好的激光器光學系統用紅外光對其定量測試。

3、本發明激光器在線監測系統，首次采用激光擴束、分光、共光路的手段將被測激光器光學系統遠場、近場光學特性進行測試，為激光器光學系統的快速定量評價提供了技術支撐。

4、本發明激光器在線監測系統，首次利用遠場星點像來監測兩路光光軸的一致性，其光軸測試精度可達3″。