[發(fā)明專利]基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法

在審

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• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113091898A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬駿;張仕慧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

1.一種基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、搭建激光光束質(zhì)量測量裝置：所述激光光束質(zhì)量裝置包括聚焦透鏡(1)、散射介質(zhì)(2)、變形成像系統(tǒng)以及電荷耦合元件相機(jī)CCD(5)，所述變形成像系統(tǒng)包括第一柱面鏡(3)、第二柱面鏡(4)；

步驟2、待測激光經(jīng)過聚焦透鏡(1)聚焦到散射介質(zhì)(2)中，產(chǎn)生的散射光通過第一柱面鏡(3)、第二柱面鏡(4)成像到電荷耦合元件相機(jī)CCD(5)上，獲得此刻激光的側(cè)面光強(qiáng)分布；

步驟3、通過二階矩計算出光束的束寬，利用雙曲線擬合算法計算出M²因子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，所述聚焦透鏡(1)為平凸透鏡，所述正透鏡(1)的平面為光束的入射面，凸面為所述光束的出射面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，所述散射介質(zhì)(2)為能使激光發(fā)生瑞利散射的稀釋溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，所述散射介質(zhì)(2)相對激光呈透明狀，在散射介質(zhì)中能清晰的顯示激光的傳輸輪廓。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，所述散射光的光強(qiáng)高于電荷耦合元件相機(jī)CCD(5)的閾值，低于相機(jī)的飽和度，因為散射介質(zhì)的濃度高時，散射光的強(qiáng)度也高，濃度低時，散射光的強(qiáng)度也低，所以可以通過調(diào)節(jié)散射介質(zhì)的濃度來控制散射光強(qiáng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，所述第一柱面鏡(3)、第二柱面鏡(4)正交放置，所述第一柱面鏡(3)的母線方向平行于激光傳輸方向，第二柱面鏡(4)的母線方向垂直于激光的傳輸方向。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，步驟2中，所述的變形成像系統(tǒng)中的物像關(guān)系滿足：

d_oy＝d_iz

d_iy＝d_oz

式中，d_oy、d_iy分別是柱面鏡(3)的物距和像距，d_oz、d_iz是柱面鏡(4)的物距和像距。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，步驟2中，所述第一柱面鏡(3)、第二柱面鏡(4)的放大率互為倒數(shù)，滿足：

式中，m_y為y方向上的放大率，m_z為z方向的放大率。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于散射光成像法的激光光束質(zhì)量測量方法，其特征在于，步驟2中，所述第一柱面鏡(3)、第二柱面鏡(4)前放置有矩形孔徑光闌。