本發(fā)明涉及激光功率檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率，短脈沖激光功率的實(shí)時(shí)探測(cè)，具體而言涉及一種高速激光功率測(cè)量?jī)x。

背景技術(shù)：

時(shí)至今日，激光技術(shù)的應(yīng)用業(yè)已滲透到我們生活的方方面面。如以大功率激光器為背景發(fā)展而來(lái)的激光加工技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)制造中扮演著極為重要的角色。與此同時(shí)，以脈沖激光為基礎(chǔ)的激光技術(shù)在科研領(lǐng)域的應(yīng)用更是涉及到非常廣泛領(lǐng)域，如材料領(lǐng)域中發(fā)光材料的光譜表征，分析領(lǐng)域中激光電離質(zhì)譜技術(shù)等與現(xiàn)代分析手段的結(jié)合更是讓激光器的特點(diǎn)大放異彩。如此重要而廣泛的應(yīng)用使得對(duì)于激光技術(shù)本身的一些參數(shù)，比如功率等的準(zhǔn)確測(cè)量顯現(xiàn)的極為重要。

目前，可以用于激光功率測(cè)量的儀器，按照各自測(cè)量原理的不同，可以分為兩類，即熱敏型功率探頭和光電型功率探頭。其中，熱敏型功率探頭可以鍍膜，使其在非常寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)均可以有相對(duì)平穩(wěn)的光譜相應(yīng)，適合于測(cè)量寬帶的激光功率。但是，該種測(cè)量手段無(wú)法實(shí)時(shí)的表征諸如脈沖激光的不同脈沖之間的能量的抖動(dòng)的問(wèn)題。另外一種則是光電型功率測(cè)量?jī)x，它的特征便是利用光電二極管作為激光能量傳感器，具有響應(yīng)速度快、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，但是這種光電型功率測(cè)量?jī)x對(duì)波長(zhǎng)有非常敏感的響應(yīng)效應(yīng)，常常被用來(lái)設(shè)計(jì)成為單色光源或者近單色光源的功率測(cè)量。

如上所述，上述兩種激光功率測(cè)量?jī)x可以說(shuō)在它們各自測(cè)量過(guò)程中的響應(yīng)時(shí)間、適用的波長(zhǎng)測(cè)量范圍以及適用的測(cè)量能量范圍及相應(yīng)的分辨率等方面的比較來(lái)看，均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)不同的激光器需要視具體情況來(lái)進(jìn)行選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于以上的事實(shí)而做出的，其目的在于提供一種高速激光測(cè)量?jī)x。

一種高速激光功率測(cè)量?jī)x，包括衰減片、光電探測(cè)器，高速放大濾波電路，高速數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元。

(a)衰減片用于對(duì)入射激光進(jìn)行衰減；

(b)光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)弱光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換；

(c)濾波放大電路用于對(duì)上級(jí)光電探測(cè)器產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行濾波并且進(jìn)行放大；

(d)數(shù)據(jù)采集單元對(duì)高速濾波放大電路(3)處理后的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；；

(e)數(shù)據(jù)分析單元對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換分析，得到最終的激光功率參數(shù)。

進(jìn)一步地衰減片為針對(duì)波長(zhǎng)范圍210nm至2100nm的激光的不同波長(zhǎng)衰減效率已知的衰減片，衰減系數(shù)為0.5至10-7。

進(jìn)一步地光電探測(cè)器為快響應(yīng)光電二極管，上升沿與下降沿的時(shí)間尺度為1納秒至1毫秒，且其對(duì)不同波長(zhǎng)的響應(yīng)效率已知。

進(jìn)一步地光電探測(cè)器始終處于冷卻狀態(tài)，以保持該探測(cè)器工作在恒定的溫度。

進(jìn)一步地，高速濾波放大電路用于對(duì)光電探測(cè)器產(chǎn)生的高速電信號(hào)進(jìn)行濾波并且進(jìn)行已知比例的放大，放大倍數(shù)為2至106倍；

進(jìn)一步地，高速數(shù)據(jù)采集單元的采集頻率為10至108赫茲，帶寬為20兆赫茲至5吉赫茲。

進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)分析單元在引入激光衰減系數(shù)及效率、光電二極管不同波長(zhǎng)探測(cè)效率以及后續(xù)的濾波放大系數(shù)之后直接實(shí)時(shí)的將原始的激光功率以數(shù)字的形式進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

進(jìn)一步地，待測(cè)激光經(jīng)過(guò)衰減片衰減后再經(jīng)過(guò)聚焦透鏡后進(jìn)入光電探測(cè)器。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明實(shí)施例一提供的高速激光功率測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例二提供的高速激光功率測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-衰減片；2-光電探測(cè)器；3-高速濾波放大電路；4-高速數(shù)據(jù)采集單元；5-數(shù)據(jù)分析單元；6-聚焦透鏡。

附圖中的側(cè)視圖為示意性的且未按照比例繪制。不過(guò)不同的附圖中相同或相似的部件均在附圖中給出相同的標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

下面將通過(guò)一些具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所體現(xiàn)出來(lái)的屬性和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是按照如下方式設(shè)計(jì)的高速激光功率測(cè)量?jī)x，如圖1所示的第一種實(shí)施例。 具體到本實(shí)施例，該高速激光功率測(cè)量?jī)x，包括衰減片1(衰減系數(shù)在532納米處為0.01％)、光電探測(cè)器2(Si基面陣探測(cè)器，相應(yīng)時(shí)間15納秒，面積100平方毫米)，高速濾波放大電路3(帶寬300MHz)，高速數(shù)據(jù)采集單元4(帶寬500MHz)和數(shù)據(jù)分析單元5(集成衰減片的波長(zhǎng)依賴的衰減因子，Si基面陣探測(cè)器的探測(cè)效率以及高速濾波放大電路的放大倍數(shù))。所述的高速激光功率測(cè)量?jī)x被用來(lái)測(cè)量重復(fù)頻率為1千赫茲中心波長(zhǎng)在532納米，脈沖寬度為30納秒的半導(dǎo)體激光器的實(shí)時(shí)功率?？梢苑浅Ｇ逦谋碚鞒銎洳煌}沖的能量抖動(dòng)，并且結(jié)合數(shù)據(jù)分析單元5可以準(zhǔn)確的得到激光器的實(shí)時(shí)功率。

接下來(lái)介紹第二種實(shí)施例，如圖2所示。該高速激光功率測(cè)量?jī)x，包括衰減片1(衰減系數(shù)在1064納米處為0.001％)、光電探測(cè)器2(Si基面陣探測(cè)器，相應(yīng)時(shí)間10納秒，面積1平方毫米)，高速濾波放大電路3(帶寬300MHz)，高速數(shù)據(jù)采集單元4(帶寬500MHz)和數(shù)據(jù)分析單元5(集成衰減片的波長(zhǎng)依賴的衰減因子，Si基面陣探測(cè)器的探測(cè)效率，高速濾波放大電路的放大倍數(shù)以及聚焦透鏡的投射效率)，聚焦透鏡6(熔融石英材質(zhì)，焦距50毫米)。所述的高速激光功率測(cè)量?jī)x被用來(lái)測(cè)量重復(fù)頻率為20千赫茲中心波長(zhǎng)在1064納米，脈沖寬度為20納秒的半導(dǎo)體激光器的實(shí)時(shí)功率?？梢苑浅Ｇ逦谋碚鞒銎洳煌}沖的能量抖動(dòng)，并且結(jié)合數(shù)據(jù)分析單元5可以準(zhǔn)確的得到激光器的實(shí)時(shí)脈沖能量。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解上面的實(shí)施例純粹是以示例的方式給出的，并且一些改變是可能的。