專利名稱：快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光光束光強(qiáng)的測量技術(shù)，具體是一種快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置。
背景技術(shù)：
自激光器誕生后，激光作為一種高亮度、方向性、單色性和相干性都很好的光源已被廣泛應(yīng)用在科研、測量、加工、醫(yī)療、通信以及軍事等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，激光光束橫向的光強(qiáng)分布(即光強(qiáng)在與光束傳播方向垂直的橫截面上的分布)作為評價激光光束質(zhì)量的一項重要的技術(shù)性能指標(biāo)一直受到人們的重視。根據(jù)共焦諧振腔理論，激光器一般輸出的光束在與傳播方向垂直的橫截面上呈現(xiàn)為高斯型。然而，由于實際激光器中采用的諧振腔形式多種多樣，可獲得激光器輸出的激光束千差萬別。在激光發(fā)展歷史上，不同專業(yè)的人員根據(jù)各自不同的目的對高斯激光光束的光斑質(zhì)量提出了不同的要求。為了滿足各方面的需求，必須知道激光光束在橫向截面上的光強(qiáng)分布曲線。到目前為止，人們發(fā)展了許多技術(shù)來測量激光光束的光強(qiáng)分布，如小孔探針法， CCD法和刀口法。其中，小孔探針法由于實驗上很難做到孔與激光光束同心，因而在測光束光斑大小時精度難以保證，且測量光強(qiáng)時也不能很快地直接得到光強(qiáng)的分布曲線。CCD法雖然精度高，但只適合測低功率光束光斑的大小，有著明顯的局限性，且不能定量地反映光強(qiáng)的變化。目前，刀口法被廣泛用于測量高斯光束光強(qiáng)的分布。刀口法通常是將刀片固定在光學(xué)平移臺上，可沿與光束傳播方向垂直的方向切割光束，但需慢慢通過平移臺調(diào)節(jié)多次測量透過刀口邊緣的激光功率，因此不能快速地得到激光光束的光強(qiáng)分布曲線。基于上述理由，有必要發(fā)明一種可以快速、準(zhǔn)確、靈活地測量激光光束橫截面光強(qiáng)分布的簡易裝置， 以解決現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)無法快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量、測量不靈活、以及操作繁瑣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)無法快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量、測量不靈活、以及操作繁瑣的問題，提供了一種快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置，包括電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡、光電探測器、BNC連接線、積分電路、以及數(shù)字示波器；所述電動式揚(yáng)聲器包括支柱、永磁體、阻尼材料層、線圈、黑色遮光板、頂蓋、以及線圈連接線；永磁體的下端面固定于支柱上端面；阻尼材料層固定于永磁體的上端面；線圈套接于永磁體的中部；黑色遮光板垂直固定于線圈上端面；頂蓋固定于阻尼材料層上端面；線圈連接線連接于線圈兩端；光電探測器位于聚焦透鏡后側(cè)焦點上；光電探測器的輸出端通過BNC連接線與積分電路的輸入端連接；積分電路的輸出端與數(shù)字示波器的輸入端連接；黑色遮光板位于聚焦透鏡前側(cè)。
工作時，激光器輸出的激光光束經(jīng)聚焦透鏡會聚成一很細(xì)的點光束，點光束完全被位于聚焦透鏡后側(cè)焦點上的光電探測器收集。光電探測器將所探測到的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，電信號經(jīng)BNC連接線接入積分電路進(jìn)行積分處理，積分處理后的電信號連到數(shù)字示波器進(jìn)行顯示。具體工作時，向電動式揚(yáng)聲器的線圈通以合適方向的電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈將會上下快速振動。與此同時，黑色遮光板在線圈的帶動下向上快速切割激光光束。激光光束的光強(qiáng)隨黑色遮光板的移動會發(fā)生快速變化。該光強(qiáng)變化的激光光束經(jīng)聚焦透鏡會聚后完全被光電探測器收集且轉(zhuǎn)換為電信號。光電探測器輸出的電信號為一條光束橫截面上不同位置處光強(qiáng)的快變曲線，而經(jīng)積分電路處理后的電信號則為光強(qiáng)的分布曲線。由此，本發(fā)明所述的快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置即實現(xiàn)了針對激光光束橫截面光強(qiáng)分布進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、靈活的測量。在上述過程中，頂蓋起到限制線圈向上運動的作用。阻尼材料層則可以減小線圈振動對測量過程的影響，并增加電動式揚(yáng)聲器的使用效率和壽命?；谏鲜鲞^程，與現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)相比，本發(fā)明所述的快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置實現(xiàn)了快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量，同時其測量更加靈活，操作更加簡單。進(jìn)一步地，還包括腔體；腔體上開有與聚焦透鏡前側(cè)位置正對的通孔；電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡、光電探測器、BNC連接線、積分電路、數(shù)字示波器均位于腔體內(nèi)；黑色遮光板位于通孔與聚焦透鏡前側(cè)之間。工作時，激光器輸出的激光光束穿過腔體上的通孔到達(dá)聚焦透鏡進(jìn)行會聚，最后被位于聚光透鏡焦點上的光電探測器收集探測。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)無法快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量、測量不靈活、以及操作繁瑣的問題，適用于對激光光束橫截面光強(qiáng)分布進(jìn)行快速的測量。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-聚焦透鏡，2-光電探測器，3-BNC連接線，4_積分電路，5_數(shù)字示波器， 6-支柱，7-永磁體，8-阻尼材料層，9-線圈，10-黑色遮光板，11-頂蓋，12-線圈連接線， 13-腔體，14-通孔。
具體實施例方式快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置，包括電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡1、光電探測器2、BNC連接線3、積分電路4、以及數(shù)字示波器5 ；
所述電動式揚(yáng)聲器包括支柱6、永磁體7、阻尼材料層8、線圈9、黑色遮光板10、頂蓋 11、以及線圈連接線12 ；永磁體7的下端面固定于支柱6上端面；阻尼材料層8固定于永磁體7的上端面；線圈9套接于永磁體7的中部；黑色遮光板10垂直固定于線圈9上端面； 頂蓋11固定于阻尼材料層8上端面；線圈連接線12連接于線圈9兩端；
光電探測器2位于聚焦透鏡1后側(cè)焦點上；光電探測器2的輸出端通過BNC連接線3 與積分電路4的輸入端連接；積分電路4的輸出端與數(shù)字示波器5的輸入端連接；黑色遮光板10位于聚焦透鏡1前側(cè)；
還包括腔體13 ；腔體13上開有與聚焦透鏡1前側(cè)位置正對的通孔14 ；電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡1、光電探測器2、BNC連接線3、積分電路4、數(shù)字示波器5均位于腔體13內(nèi)；黑色遮光板10位于通孔14與聚焦透鏡1前側(cè)之間。
權(quán)利要求
1.一種快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置，其特征在于包括電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡(1)、光電探測器(2)、BNC連接線(3)、積分電路(4)、以及數(shù)字示波器(5)；所述電動式揚(yáng)聲器包括支柱(6)、永磁體(7)、阻尼材料層(8)、線圈(9)、黑色遮光板 (10)、頂蓋(11)、以及線圈連接線(12);永磁體(7)的下端面固定于支柱(6)上端面；阻尼材料層(8)固定于永磁體(7)的上端面；線圈(9)套接于永磁體(7)的中部；黑色遮光板(10) 垂直固定于線圈(9)上端面；頂蓋(11)固定于阻尼材料層(8)上端面；線圈連接線(12)連接于線圈(9)兩端；光電探測器(2)位于聚焦透鏡(1)后側(cè)焦點上；光電探測器(2)的輸出端通過BNC連接線(3)與積分電路(4)的輸入端連接；積分電路(4)的輸出端與數(shù)字示波器(5)的輸入端連接；黑色遮光板(10)位于聚焦透鏡(1)前側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置，其特征在于還包括腔體(13);腔體(13)上開有與聚焦透鏡(1)前側(cè)位置正對的通孔(14)；電動式揚(yáng)聲器、 聚焦透鏡(1)、光電探測器(2)、BNC連接線(3)、積分電路(4)、數(shù)字示波器(5)均位于腔體 (13)內(nèi)；黑色遮光板(10)位于通孔(14)與聚焦透鏡(1)前側(cè)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光光束光強(qiáng)的測量技術(shù)，具體是一種快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)無法快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量、測量不靈活、以及操作繁瑣的問題。快速測量激光光束光強(qiáng)分布的簡易裝置包括電動式揚(yáng)聲器、聚焦透鏡、光電探測器、BNC連接線、積分電路、以及數(shù)字示波器；所述電動式揚(yáng)聲器包括支柱、永磁體、阻尼材料層、線圈、黑色遮光板、頂蓋、以及線圈連接線；永磁體的下端面固定于支柱上端面。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有激光光束光強(qiáng)測量技術(shù)無法快速對激光光束橫向光強(qiáng)分布進(jìn)行測量、測量不靈活、以及操作繁瑣的問題，適用于對激光光束橫截面光強(qiáng)分布進(jìn)行快速的測量。
文檔編號G01J1/42GK102519587SQ20111045295
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者李玉清, 汪麗蓉, 王宏亮, 肖連團(tuán), 賈鎖堂, 趙延霆, 馬杰 申請人:山西大學(xué)