[發明專利]一種激光能量計探頭

有效

• 申請號: 201510366816.0
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN104931135B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 唐菱;夏衍文;陳驥;汪凌芳;黨釗;王超;王方;李克洪;周維;謝旭東;彭志濤;胡東霞;朱啟華
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01J1/00
• 分類號: G01J1/00;G01J1/04
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙)11357
• 代理人: 華冰

技術領域

本發明涉及激光能量測量技術領域，具體而言，涉及一種激光能量計探頭。

背景技術

高功率固體激光器系統要求完成對大口徑激光能量的精確測量，還要具備電校準的能力。傳統的激光能量測量方法都是利用具有單一吸收系數的一片中性暗色玻璃作為吸收體吸收激光能量，變為自身溫度的升高，通過熱勻體對吸收體的溫度在橫向進行勻化，最后，利用傳感器測量溫度升高的量值，從而實現對激光能量的測量。對于大口徑激光能量計而言，吸收體厚度較厚，且傳熱系數較低，熱量如果要從吸收體的前表面傳遞到后表面需要的時間很長，而另一方面，采用單一吸收體前表面溫度最高，在測量過程中由前表面對流換熱耗散的能量很高，這都導致激光能量計測得的激光能量與實際的存在偏差，準確度不高。一直以來，本領域技術人員的研究重點在如何通過理論計算校準測量結果，以降低測量誤差。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種激光能量計探頭，本發明的探頭的吸收體對激光能量進行梯度吸收，減少測量過程中熱平衡時間以及能量損耗，明顯提高激光能量計的測量準確度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光能量計探頭，包括吸收體，所述吸收體包括第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片，按照激光傳輸的方向，第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片依次排列，所述第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片通過熱鍵和連接為一體，所述熱鍵和的面為所述第一吸收片、第二吸收片或第三吸收片的最大表面，所述第一吸收片的吸收系數＜第二吸收片的吸收系數＜第三吸收片的吸收系數。

進一步，所述第一吸收片的吸收系數為166-241/m，第二吸收片的吸收系數為298-399/m，第三吸收片的吸收系數為1452-1497/m。

進一步，所述第一吸收片的吸收系數為202/m，第二吸收片的吸收系數為346/m，第三吸收片的吸收系數為1452/m。

進一步，所述第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片的厚度相同，均為2mm。

進一步，所述吸收體的端面包有一層絕熱層，所述端面為與熱鍵和的面垂直的面。

進一步，所述絕熱層為聚四氟乙烯。

進一步，所述第一吸收體的激光入射面設有至少一個齒形結構。

進一步，所述齒形結構的橫截面為直角三角形，所述齒形結構的斜面與第一吸收片的最大表面的夾角為56°。

進一步，所述齒形結構的橫截面為等腰三角形，底角為56°。

進一步，所述所述激光能量計探頭還包括熱勻體，所述熱勻體與所述第三吸收片粘合。

本發明的有益效果如下：

1、本發明的吸收體采用3片吸收片熱鍵和而成，并且吸收片的吸收系數存在梯度，保證激光能量在吸收體內趨于均勻分布，即吸收體的溫度趨于均勻分布，不僅縮短測量過程中所需的熱平衡時間，而且減少測量過程中溫度的損耗，提高測量的準確度；

2、本發明提供了3片吸收片的最佳吸收系數，該組吸收系數使吸收體溫度呈完全均勻分布，測量過程中熱平衡時間和溫度損耗最少，顯著提高測量結果的準確度；

3、吸收體的端面包覆絕熱層，減少測量過程中吸收體的熱量散失；

4、第一吸收體的激光入射面設置齒形結構，用于調整激光的入射角，保證吸收體對激光的最大吸收率；

5、一般激光均為垂直入射，本發明公開了當激光以56°入射角入射時，吸收體對激光的吸收率最大，將齒形結構做成直角三角形或等腰三角形，保證激光以56°入射角入射，提高測量準確度。

附圖說明

圖1為本發明的齒形結構為直角三角形的吸收體結構示意圖；

圖2為本發明的激光能量計整體結構示意圖；

圖3為本發明的齒形結構為等腰和直角三角形的吸收體結構示意圖；

圖4為實驗組一和對照組的對比試驗結果；

圖5為實驗組二和對照組的對比試驗結果。

圖中：1—吸收體，11—第一吸收片，12—第二吸收片，13—第三吸收片，14—絕熱層，15—齒形結構，2—熱勻體，3—傳感器，4—冷卻熱沉，5—采樣交換模塊，6—處理器，7—上位機，81—對照組曲線，82—實驗組一曲線，83—實驗組二曲線。

具體實施方式

為了使本領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

實施例一：