一種激光器光束質(zhì)量測量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，該裝置包括光強(qiáng)調(diào)節(jié)器（1）、聚焦光學(xué)系統(tǒng)（2）、中性衰減片（3）、圖像傳感器（4）、調(diào)整架（5）、一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)（6）、控制器（7）和上位機(jī)（8）。該裝置采用350-1600nm波段超消色差光學(xué)系統(tǒng)作為聚焦光學(xué)系統(tǒng)，其對工作波段范圍內(nèi)任一波長的焦移小于0.2mm，測量時(shí)不需要從軟件上再進(jìn)行重新標(biāo)定，測量誤差小，測量步驟簡單。
【專利說明】一種激光器光束質(zhì)量測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在此處鍵入【技術(shù)領(lǐng)域】描述段落本實(shí)用新型涉及一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，屬于光學(xué)測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前較常用的評價(jià)激光器光束質(zhì)量的指標(biāo)是光束參數(shù)乘積BPP和光束極限衍射因子M2，對其精確的測量對激光器的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用具有重要意義。市場上現(xiàn)有的激光光束質(zhì)量M2因子測量儀產(chǎn)品以Spiricon Inc.和Thorlabs Inc.生產(chǎn)的光束質(zhì)量測量儀為代表。這些現(xiàn)有的激光光束質(zhì)量測量儀器均是采用透鏡對激光器輸出的光束進(jìn)行聚焦，然后利用圖像傳感器測量不同軸向位置激光光斑尺寸，根據(jù)激光束在空間傳輸規(guī)律擬合出雙曲線傳輸方程，根據(jù)方程的系數(shù)與光束參數(shù)乘積BPP和光束極限衍射因子M2間關(guān)系來獲得激光器光束質(zhì)量參數(shù)。
[0003]由于透鏡對不同波長激光的焦距不同，測量時(shí)需要從軟件上進(jìn)行重新標(biāo)定，測量步驟繁瑣，易于引入隨機(jī)誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，該裝置采用寬波段超消色差光學(xué)系統(tǒng)作為聚焦光學(xué)系統(tǒng)，其對工作波段范圍內(nèi)任一波長的焦移小于0.2mm，測量時(shí)不需要從軟件上再進(jìn)行重新標(biāo)定，測量誤差小。
[0005]如附圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，包括光強(qiáng)調(diào)節(jié)器1、聚焦光學(xué)系統(tǒng)2、中性衰減片3、圖像傳感器4、調(diào)整架5、一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6、控制器7和上位機(jī)8 ;所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器1、聚焦光學(xué)系統(tǒng)2、中性衰減片3和圖像傳感器4依次設(shè)置在同一水平光軸上；
[0006]所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器I為兩個(gè)中性吸收型材料制作的直角光楔構(gòu)成，此兩個(gè)光楔斜面和直角面分別平行放置，在控制器7的控制下通過改變光在此兩個(gè)光楔中傳輸距離來對被測激光的強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)；
[0007]所述的聚焦光學(xué)系統(tǒng)2為超消色差光學(xué)系統(tǒng)，口徑為2(T40mm,其光譜工作范圍為35(Tl600nm，焦距為20(T400mm，在整個(gè)光譜工作范圍內(nèi)的焦移小于0.2mm,其裝夾在調(diào)整架9上，通過用于對被測激光進(jìn)行聚焦；
[0008]所述的中性衰減片3為中性吸收型材料制作的平板，其裝夾在圖像傳感器4的入口，用于濾除外界背景光對測量結(jié)果的干擾，同時(shí)防止外界塵埃顆粒進(jìn)入并吸附在圖像傳感器4的探測面上；
[0009]所述的圖像傳感器4優(yōu)選CXD相機(jī)或CMOS相機(jī)，位于一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6中的滑動(dòng)塊上，用于探測經(jīng)過聚焦光學(xué)系統(tǒng)2匯聚的被測激光的光斑尺寸；
[0010]所述的調(diào)整架5為四維調(diào)整架，其固定在一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6的一端，用于裝夾聚焦光學(xué)系統(tǒng)2，并實(shí)現(xiàn)對聚焦光學(xué)系統(tǒng)2的俯仰、旋轉(zhuǎn)、左右和上下的調(diào)整；[0011]所述的一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6為電控一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，其在控制器7的控制下帶動(dòng)圖像傳感器4沿光軸方向上作一維平動(dòng)，從而保證圖像傳感器4能夠探測聚焦光學(xué)系統(tǒng)2后方不同軸向位置光斑；
[0012]所述的控制器7為一種激光器光束質(zhì)量測量裝置的控制中心，控制光強(qiáng)調(diào)節(jié)器I來實(shí)現(xiàn)對被測激光強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，控制一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6來改變聚焦光學(xué)系統(tǒng)2和圖像傳感器4間的軸向距離，采集圖像傳感器4探測到的激光光斑并傳送給上位機(jī)8進(jìn)行處理；
[0013]所述的上位機(jī)8為計(jì)算機(jī)，發(fā)送控制信號給控制器7來實(shí)現(xiàn)對光強(qiáng)調(diào)節(jié)器I和一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6的控制，處理控制器7傳送來的不同軸向位置的激光光斑信息，通過數(shù)據(jù)擬合獲得被測激光器的光束參數(shù)乘積BPP和光束質(zhì)量因子M2，并進(jìn)行顯示。
[0014]有益效果:本實(shí)用新型提供的一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，該裝置采用寬波段超消色差光學(xué)系統(tǒng)作為聚焦光學(xué)系統(tǒng)，其對工作波段范圍內(nèi)任一波長的焦移小于0.2mm，測量時(shí)不需要從軟件上再進(jìn)行重新標(biāo)定，測量誤差小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是一種激光器光束質(zhì)量測量裝置的示意框圖。
[0016]圖中:1-光強(qiáng)調(diào)節(jié)器、2-聚焦光學(xué)系統(tǒng)、3-中性衰減片、4-圖像傳感器、5-調(diào)整架、6- —維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)、7-控制器、8-上位機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1 一種 激光器光束發(fā)散角測量裝置。
[0018]如附圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，包括光強(qiáng)調(diào)節(jié)器1、聚焦光學(xué)系統(tǒng)2、中性衰減片3、圖像傳感器4、調(diào)整架5、一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6、控制器7和上位機(jī)8 ;所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器1、聚焦光學(xué)系統(tǒng)2、中性衰減片3和圖像傳感器4依次設(shè)置在同一水平光軸上；
[0019]所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器I為兩個(gè)中性吸收型材料制作的直角光楔構(gòu)成，此兩個(gè)光楔斜面和直角面分別平行放置，在控制器7的控制下通過改變光在此兩個(gè)光楔中傳輸距離來對被測激光的強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)；
[0020]所述的聚焦光學(xué)系統(tǒng)2為超消色差光學(xué)系統(tǒng)，口徑為25mm,其光譜工作范圍為350^1 IOOnm,焦距為200mm，在整個(gè)光譜工作范圍內(nèi)的焦移小于0.05mm,其裝夾在調(diào)整架9上，通過用于對被測激光進(jìn)行聚焦；
[0021]所述的中性衰減片3為中性吸收型材料制作的平板，其裝夾在圖像傳感器4的入口，用于濾除外界背景光對測量結(jié)果的干擾，同時(shí)防止外界塵埃顆粒進(jìn)入并吸附在圖像傳感器4的探測面上；
[0022]所述的圖像傳感器4為CXD相機(jī)或CMOS相機(jī)，位于一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6中的滑動(dòng)塊上，用于探測經(jīng)過聚焦光學(xué)系統(tǒng)2匯聚的被測激光的光斑尺寸；
[0023]所述的調(diào)整架5為四維調(diào)整架，其固定在一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6的一端，用于裝夾聚焦光學(xué)系統(tǒng)2，并實(shí)現(xiàn)對聚焦光學(xué)系統(tǒng)2的俯仰、旋轉(zhuǎn)、左右和上下的調(diào)整；
[0024]所述的一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6為電控一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)，行程為400mm,運(yùn)動(dòng)誤差為0.05mm，其在控制器7的控制下帶動(dòng)圖像傳感器4沿光軸方向上作一維平動(dòng)，從而保證圖像傳感器4能夠探測聚焦光學(xué)系統(tǒng)2后方不同軸向位置光斑；
[0025]所述的控制器7為一種激光器光束質(zhì)量測量裝置的控制中心，控制光強(qiáng)調(diào)節(jié)器I來實(shí)現(xiàn)對被測激光強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，控制一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6來改變聚焦光學(xué)系統(tǒng)2和圖像傳感器4間的軸向距離，采集圖像傳感器4探測到的激光光斑并傳送給上位機(jī)8進(jìn)行處理；
[0026]所述的上位機(jī)8為計(jì)算機(jī)，發(fā)送控制信號給控制器7來實(shí)現(xiàn)對光強(qiáng)衰減器I和一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)6的控制，處理控制器7傳送來的不同軸向位置的激光光斑信息，通過數(shù)據(jù)擬合獲得被測激光器的光束參數(shù)乘積BPP和光束質(zhì)量因子M2，并進(jìn)行顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，其特征在于:該裝置包括光強(qiáng)調(diào)節(jié)器(I)、聚焦光學(xué)系統(tǒng)(2)、中性衰減片(3)、圖像傳感器(4)、調(diào)整架(5)、一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)(6)、控制器(7)和上位機(jī)(8);所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器(I)、聚焦光學(xué)系統(tǒng)(2)、中性衰減片(3)和圖像傳感器(4)依次設(shè)置在同一水平光軸上； 所述的光強(qiáng)調(diào)節(jié)器(I)為兩個(gè)中性吸收型材料制作的直角光楔構(gòu)成，此兩個(gè)光楔斜面和直角面分別平行放置； 所述的聚焦光學(xué)系統(tǒng)(2)為超消色差光學(xué)系統(tǒng)，口徑為2(T40mm，其光譜工作范圍為350?1600nm，焦距為200?400臟； 所述的中性衰減片(3)為中性吸收型材料制作的平板； 所述的圖像傳感器(4)優(yōu)選CCD相機(jī)或CMOS相機(jī)； 所述的調(diào)整架(5)為四維調(diào)整架； 所述的一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)(6)為電控一維運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)； 所述的控制器(7)為一種激光器光束質(zhì)量測量裝置的控制中心； 所述的上位機(jī)(8)為計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器光束質(zhì)量測量裝置，其特征在于:所述的聚焦光學(xué)系統(tǒng)(2)為超消色差光學(xué)系統(tǒng)，口徑為2(T40mm，其光譜工作范圍為35(Tl600nm，焦距為200?400mmo
【文檔編號】G01M11/02GK203551251SQ201320716791
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】李玉瑤, 羅寬, 王菲, 田明, 車英, 楊進(jìn)華 申請人:長春理工大學(xué)