[發明專利]用于高能激光光強分布參數測量的光束取樣器

有效

• 申請號: 201811614441.5
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109579983B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 吳勇;楊鵬翎;王振寶;趙海川;王平;張磊;武俊杰;閆燕;謝賢忱
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01J1/04
• 分類號: G01J1/04;G01J1/42
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發明涉及一種用于高能激光光強分布參數測量的光束取樣器，前面板與底板上開設若干只呈面陣排布的衰減器單元；衰減器單元包括同軸設置入射孔、衰減腔和出射孔；入射孔和衰減腔設置在前面板上，出射孔設置在底板上；衰減腔的內部靠近出射孔的一端固定有透射體；透射體前表面的中部正對入射孔的位置處設置有對激光高反射率的漫反射膜；入射激光束經過漫反射膜漫反射、再經過衰減腔內腔的多次漫反射勻化和透射體的透射后，經出射孔出射；入射孔為倒錐孔，從迎光面處至衰減腔內腔孔徑逐漸增大。實現了高空間分布的激光束取樣和測量，克服了傳統積分球球體帶來的空間尺寸較大、在排布成二維陣列時無法實現高空間分辨率的激光參數測量的問題。

技術領域

本發明屬于激光參數測試技術領域，涉及一種高能激光光束取樣器，尤其是一種用于高能激光光強時空分布參數測量的衰減取樣器。

背景技術

在高能激光參數測量中，需要獲得激光的光強時空分布，陣列式光電靶斑儀是一種常用的測量手段，其通過在靶板上布置面陣分布的光電探測器，實現功率密度時空分布測量。

由于被測量激光的功率密度較高，而光電探測器的測量閾值有限，因此需要進行大倍數的光學衰減，才能用布成面陣的光電探測器陣列進行探測，此外為準確測得激光的空間分布參數，要求探測器的排布盡可能緊湊，提高測量的空間分辨率。

目前常用的光學衰減方法主要有濾光片衰減法和積分球衰減法，即在每只探測器前增加一只光衰減器，將激光的功率衰減至探測器的可探測范圍內。由于濾光片在大倍數衰減時其衰減系數難于準確標定、對標定的功率計要求較高，而且當激光的入射角度發生變化時，衰減系數不一致，增加了標定難度。

授權專利ZL201110231864.0中報道了一種高能激光半積分球陣列衰減器，采用大角度取樣錐孔結合半積分球的方法實現激光衰減，激光經半積分球腔吸收和漫反射后由激光出射孔射出，實現了激光功率密度的大幅衰減。上述積分球結構衰減器的不足之處是，由于積分球衰減器為非對稱結構，入射孔和出射孔位于積分球兩側，在激光傾斜入射時，只有當衰減器和激光方向處于特定的位置夾角才能實現大角度激光衰減，而且衰減器采用球狀或半球狀，結構不緊湊，難以滿足高空間分辨陣列探測時的衰減要求。

授權專利ZL 201410279528.7公開了一種大角度入射高能激光的衰減取樣裝置，包括取樣直孔、出射孔和圓柱空腔，圓柱空腔內填充有顆粒狀的光學體散射材料，可以實現激光斜入射時的大角度衰減取樣，但存在的問題是給空腔填充光學體散射材料時容易出現填充的密度不一致，導致同一測量靶板上的不同衰減器的衰減系數相差較大，影響了激光測量的一致性。

發明內容

本發明提出了一種用于高能激光光強分布參數測量的光束取樣器，將靶板的迎光面鍍高反射膜，同時采用倒錐孔和分立的衰減單元對激光進行取樣，實現了高空間分布的激光束取樣和測量。

本發明的技術解決方案為提供一種用于高能激光光強分布參數測量的光束取樣器，其特殊之處在于：包括固聯為一體的前面板和底板；

上述前面板與底板上開設若干只呈面陣排布的衰減器單元；

上述的衰減器單元包括同軸設置入射孔、衰減腔和出射孔；入射孔和衰減腔設置在前面板上，出射孔設置在底板上；

衰減腔的內部靠近出射孔的一端固定有透射體，透射體對激光高透射；上述透射體前表面的中部正對入射孔的位置處設置有對激光高反射率的漫反射膜，使得透射體前表面形成一個環形透光窗口；

衰減腔的內腔經過漫反射表面處理；

入射激光束經過漫反射膜漫反射、再經過衰減腔內腔的多次漫反射勻化和透射體的透射后，經出射孔出射；上述的入射孔為倒錐孔，從迎光面處至衰減腔內腔孔徑逐漸增大。

進一步地，前面板的迎光面為鏡面，且鍍有激光高反射膜。

進一步地，底板上設置有若干只探測器安裝孔，與出射孔呈同軸的臺階孔結構。