[發明專利]一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統

有效

• 申請號: 201911388970.2
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111121960B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 郭謙;王石語;蔡德芳;李兵斌;李錦誘
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 西安吉順和知識產權代理有限公司 61238
• 代理人: 邱志賢

1.一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統，其特征是，至少包括：入射待測激光器(1)、控制激光器(2)、吸能介質（3）、采樣裝置（11）、成像透鏡（6）、CCD快速相機（7）、光學平移臺（8）、光電倍增管（9）、圖像采集及控制系統（10）；入射待測激光器（1）通過采樣裝置（11）的入射待測激光路經成像透鏡（6）到CCD快速相機（7），控制激光器（2）通過采樣裝置（11）的控制激光器光路經光電倍增管（9）到圖像采集及控制系統（10）；采樣裝置是一個隨時間開閉的光開關，隨著其開閉，入射待測激光器（1）輸出光被截斷為一束長脈沖激光進入CCD快速相機（7）；所述的控制激光器（2）、光電倍增管（9）、圖像采集及控制系統（10）用于提供CCD快速相機（7）快門控制信號，也就是CCD快速相機（7）的開閉信號，CCD快速相機（7）獲取開啟時，CCD快速相機（7）的快門打開；圖像采集及控制系統（10）分別連接和CCD快速相機（7）和光電倍增管（9）；入射待測激光器（1）和透射式斬光器（4）一側放置有吸能介質（3），CCD快速相機（7）固定在光學平移臺（8）上；所述的成像透鏡（6）的中心位于入射待測激光器(1)的光路上，焦點位于CCD快速相機（7）的像平面上；

所述的采樣裝置（11）是沿著入射待測激光器（1）的光路和控制激光器（2）的光路方向放置的透射式斬光器（4），透射式斬光器（4）包括前置透射式斬光器和后置透射式斬光器，前置透射式斬光器（401）和后置透射式斬光器（402）平行布置，前置透射式斬光器（401）和后置透射式斬光器（402）與入射待測激光器（1）的入射光光路方向形成大于90度的夾角；前置透射式斬光器（401）和后置透射式斬光器（402）分別包括：待測光通光圓孔（4-1）、控制光通光圓孔（4-2）、圓盤鏡旋轉中心（4-3）、開孔圓盤反射鏡（4-4）、驅動電機機構（4-5）、基座（4-6）；待測光通光圓孔（4-1）、控制光通光圓孔（4-2）及圓盤鏡旋轉中心（4-3）在開孔圓盤反射鏡（4-4）的水平線上，開孔圓盤反射鏡（4-4）通過驅動電機機構（4-5）固定在基座（4-6）上；所述的透射式斬光器（4）有兩個，沿著兩個激光器的光路方向一前一后放置。

2.根據權利要求1所述的一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統，其特征是，所述的前置透射式斬光器（401）和后置透射式斬光器（402）有同樣的結構。

3.根據權利要求1所述的一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統，其特征是，所述的驅動電機機構（4-5）用于驅動開孔圓盤反射鏡（4-4）旋轉，當入射待測激光（1）入射到前置透射式斬光器（401）時，由于開孔圓盤反射鏡（4-4）在旋轉，只有當待測光通光圓孔（4-1）旋轉到入射待測激光1的光路上時，才有激光透過；同時入射待測激光（1）通過待測光通光圓孔（4-1）將對待測激光形成全透過、部分透過和全反射三種情況；由于待測光通光圓孔（4-1）的旋轉，把連續的光變成長脈沖序列、脈沖間隔和脈沖寬度，長脈沖序列、脈沖間隔和脈沖寬度的參數由透射式斬光器（4）的轉速決定，脈沖形狀和輸出到后續光學系統的光能量即脈沖激光平均功率由入射待測激光（1）的光斑掃過的開孔圓盤反射鏡（4-4）面積和其掃過的待 測光通光圓孔（4-1）面積的比決定。

4.根據權利要求1所述的一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統，其特征是，所述的入射待測激光（1）穿過前置透射式斬光器（401）后，在入射到后置透射式斬光器（402）上，后置透射式斬光器（402）再對入射待測激光（1）作進一步的攔截，只有當兩個透射式斬光器（4）的通光孔在脈沖光傳播方向完全重合時，才能輸出質量最佳的脈沖；兩次輸出最佳脈沖的間隔即采樣間隔；所述的后置透射式斬光器（402）的轉速與前置透射式斬光器（401）旋轉方向相反，后置透射式斬光器（402）的轉速與前置透射式斬光器（401）轉速轉速比優選的是與前置透射式斬光器（401）前后待測光功率比相同。

5.根據權利要求1所述的一種高能強連續激光光束質量因子的采樣測量系統，其特征是，所述的控制激光器（2）是與入射待測激光器（1）發出的激光頻率不同的激光器。