一種激光器光束質量測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種激光器光束質量測量裝置，該裝置包括光強調節器（1）、聚焦光學系統（2）、中性衰減片（3）、圖像傳感器（4）、調整架（5）、一維運動工作臺（6）、控制器（7）和上位機（8）。該裝置采用350-1600nm波段超消色差光學系統作為聚焦光學系統，其對工作波段范圍內任一波長的焦移小于0.2mm，測量時不需要從軟件上再進行重新標定，測量誤差小，測量步驟簡單。
【專利說明】一種激光器光束質量測量裝置
【技術領域】
[0001]在此處鍵入【技術領域】描述段落本實用新型涉及一種激光器光束質量測量裝置，屬于光學測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在目前較常用的評價激光器光束質量的指標是光束參數乘積BPP和光束極限衍射因子M2，對其精確的測量對激光器的設計、開發、生產和應用具有重要意義。市場上現有的激光光束質量M2因子測量儀產品以Spiricon Inc.和Thorlabs Inc.生產的光束質量測量儀為代表。這些現有的激光光束質量測量儀器均是采用透鏡對激光器輸出的光束進行聚焦，然后利用圖像傳感器測量不同軸向位置激光光斑尺寸，根據激光束在空間傳輸規律擬合出雙曲線傳輸方程，根據方程的系數與光束參數乘積BPP和光束極限衍射因子M2間關系來獲得激光器光束質量參數。
[0003]由于透鏡對不同波長激光的焦距不同，測量時需要從軟件上進行重新標定，測量步驟繁瑣，易于引入隨機誤差。
【發明內容】
[0004]為了克服上述問題，本實用新型的目的是提供一種激光器光束質量測量裝置，該裝置采用寬波段超消色差光學系統作為聚焦光學系統，其對工作波段范圍內任一波長的焦移小于0.2mm，測量時不需要從軟件上再進行重新標定，測量誤差小。
[0005]如附圖1所示，本實用新型提供的一種激光器光束質量測量裝置，包括光強調節器1、聚焦光學系統2、中性衰減片3、圖像傳感器4、調整架5、一維運動工作臺6、控制器7和上位機8 ;所述的光強調節器1、聚焦光學系統2、中性衰減片3和圖像傳感器4依次設置在同一水平光軸上；
[0006]所述的光強調節器I為兩個中性吸收型材料制作的直角光楔構成，此兩個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光楔中傳輸距離來對被測激光的強度進行連續調節；
[0007]所述的聚焦光學系統2為超消色差光學系統，口徑為2(T40mm,其光譜工作范圍為35(Tl600nm，焦距為20(T400mm，在整個光譜工作范圍內的焦移小于0.2mm,其裝夾在調整架9上，通過用于對被測激光進行聚焦；
[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果的干擾，同時防止外界塵埃顆粒進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優選CXD相機或CMOS相機，位于一維運動工作臺6中的滑動塊上，用于探測經過聚焦光學系統2匯聚的被測激光的光斑尺寸；
[0010]所述的調整架5為四維調整架，其固定在一維運動工作臺6的一端，用于裝夾聚焦光學系統2，并實現對聚焦光學系統2的俯仰、旋轉、左右和上下的調整；[0011]所述的一維運動工作臺6為電控一維運動工作臺，其在控制器7的控制下帶動圖像傳感器4沿光軸方向上作一維平動，從而保證圖像傳感器4能夠探測聚焦光學系統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量測量裝置的控制中心，控制光強調節器I來實現對被測激光強度進行連續調節，控制一維運動工作臺6來改變聚焦光學系統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8進行處理；
[0013]所述的上位機8為計算機，發送控制信號給控制器7來實現對光強調節器I和一維運動工作臺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，通過數據擬合獲得被測激光器的光束參數乘積BPP和光束質量因子M2，并進行顯示。
[0014]有益效果:本實用新型提供的一種激光器光束質量測量裝置，該裝置采用寬波段超消色差光學系統作為聚焦光學系統，其對工作波段范圍內任一波長的焦移小于0.2mm，測量時不需要從軟件上再進行重新標定，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量測量裝置的示意框圖。
[0016]圖中:1-光強調節器、2-聚焦光學系統、3-中性衰減片、4-圖像傳感器、5-調整架、6- —維運動工作臺、7-控制器、8-上位機。
【具體實施方式】
[0017]實施例1 一種 激光器光束發散角測量裝置。
[0018]如附圖1所示，本實用新型提供的一種激光器光束質量測量裝置，包括光強調節器1、聚焦光學系統2、中性衰減片3、圖像傳感器4、調整架5、一維運動工作臺6、控制器7和上位機8 ;所述的光強調節器1、聚焦光學系統2、中性衰減片3和圖像傳感器4依次設置在同一水平光軸上；
[0019]所述的光強調節器I為兩個中性吸收型材料制作的直角光楔構成，此兩個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光楔中傳輸距離來對被測激光的強度進行連續調節；
[0020]所述的聚焦光學系統2為超消色差光學系統，口徑為25mm,其光譜工作范圍為350^1 IOOnm,焦距為200mm，在整個光譜工作范圍內的焦移小于0.05mm,其裝夾在調整架9上，通過用于對被測激光進行聚焦；
[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果的干擾，同時防止外界塵埃顆粒進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相機或CMOS相機，位于一維運動工作臺6中的滑動塊上，用于探測經過聚焦光學系統2匯聚的被測激光的光斑尺寸；
[0023]所述的調整架5為四維調整架，其固定在一維運動工作臺6的一端，用于裝夾聚焦光學系統2，并實現對聚焦光學系統2的俯仰、旋轉、左右和上下的調整；
[0024]所述的一維運動工作臺6為電控一維運動工作臺，行程為400mm,運動誤差為0.05mm，其在控制器7的控制下帶動圖像傳感器4沿光軸方向上作一維平動，從而保證圖像傳感器4能夠探測聚焦光學系統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量測量裝置的控制中心，控制光強調節器I來實現對被測激光強度進行連續調節，控制一維運動工作臺6來改變聚焦光學系統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8進行處理；
[0026]所述的上位機8為計算機，發送控制信號給控制器7來實現對光強衰減器I和一維運動工作臺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，通過數據擬合獲得被測激光器的光束參數乘積BPP和光束質量因子M2，并進行顯示。
【權利要求】
1.一種激光器光束質量測量裝置，其特征在于:該裝置包括光強調節器(I)、聚焦光學系統(2)、中性衰減片(3)、圖像傳感器(4)、調整架(5)、一維運動工作臺(6)、控制器(7)和上位機(8);所述的光強調節器(I)、聚焦光學系統(2)、中性衰減片(3)和圖像傳感器(4)依次設置在同一水平光軸上； 所述的光強調節器(I)為兩個中性吸收型材料制作的直角光楔構成，此兩個光楔斜面和直角面分別平行放置； 所述的聚焦光學系統(2)為超消色差光學系統，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)優選CCD相機或CMOS相機； 所述的調整架(5)為四維調整架； 所述的一維運動工作臺(6)為電控一維運動工作臺； 所述的控制器(7)為一種激光器光束質量測量裝置的控制中心； 所述的上位機(8)為計算機。
2.根據權利要求1所述的一種激光器光束質量測量裝置，其特征在于:所述的聚焦光學系統(2)為超消色差光學系統，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 優先權日:2013年11月14日
【發明者】李玉瑤, 羅寬, 王菲, 田明, 車英, 楊進華 申請人:長春理工大學