CN102539114B - 激光器参数测量*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光器参数测量***。该激光器参数测量***包括一个第一透镜、一个第一楔板、一个第二楔板、一个第三楔板、一个第一图像采集装置、一个第二图像采集装置、一个能量探头和一个波形探头，外部待测量的激光器输出的光束经过所述第一透镜透射到所述第一楔板，经过所述第一楔板反射的光束依次穿过第二楔板、第三楔板进入第一图像采集装置，经过所述第一楔板透射的光束进入所述能量探头，经过所述第二楔板反射的光束进入第二图像采集装置，经过所述第三楔板反射的光束进入所述波形探头。本发明占用空间小、成本低、便于安装及调节，并且其应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量***，特别涉及一种用于对激光器参数进行测量的测量***。
背景技术
激光器技术的不断发展，使得其被广泛的应用到各个领域。由此，对于激光器的各参数的检测也显得日益重要，常见的一站式激光器综合参数测试***，主要包括能量测试单元、时间波形测试单元、时间波形测试单元、近场测试单元、远场测试单元。能量测试单元主要进行激光单脉冲能量、能量稳定性的监测和测量。时间波形测试单元进行脉冲宽度、脉冲前沿、后沿、脉冲稳定性、重复频率等参数的测量。近场测试单元通过控制电机带动一科学级CCD作动，找出最佳近场位置，测出光斑尺寸、软化因子、近场调制度、瑞利距离、像传递位置等。远场测试单元通过控制电机带动一科学级CCD作动，找出束腰位置，测出发散角、指向性和衍射倍数、束腰尺寸。
如图1所示，现有的激光器综合参数测量***包括依光束入射方向依次设置的一个第一透镜110、一个第一楔板120、一个远场图像采集装置130、一个第二楔板140、一个能量探头150、一个第三楔板160、一个波形探头170、一个第二透镜180和一个近场图像采集装置190，该测量***还包括一平台(图未示)，上述元件都设置在该平台上。
根据透镜成像原理，从所述第一透镜110经所述第一楔板120再到所述远场图像采集装置130的距离为所述第一透镜110的焦距，从所述第一透镜110经所述第一楔板120、所述第二楔板140、所述第三楔板160再到所述第二透镜180的距离等于第一透镜110的焦距加上第二透镜180的焦距f的距离，即大于所述第一透镜110的焦距，综合考虑以上距离，则承载上述元件的平台需要较大的尺寸。同理，若***要求外部待测量激光器的最后一片透镜出射光的像传递距离为x，则现有测量***中的第一透镜110与外部待测量激光器的最后一片透镜(图未示)的距离为像传递距离x，即第一透镜110正好位于外部待测量激光器的像平面上，即该测量***的平台到外部待测量激光器的最后一片透镜的距离较远。
由此可见，由于现有测量***的使用需要占据较大的空间，不符合当前轻型化、便携化的趋势。此外，现有测量***用来承载各元件的平台尺寸较大，给批量化生产增加了繁重的工作量，并且其不便于上下及左右移动，使得应用范围受到很大的限制。而当待测激光器与上述光学平台不在同一平面上时，如图1所示，现有测量***一般采用将两个45度反射镜113、115挂在一个竖直架，将待测激光器的输出的光束导入该测量***，由此导致整个***的成本较高，并且增加了安装及调节上述两个45度反射镜113、115的工序，导致整个***的安装及调节较为复杂。
发明内容
为了解决现有技术激光器参数测量***存在的占用空间大、成本高以及调节复杂的技术问题，本发明提供一种占用空间小、成本低、便于安装及调节的激光器参数测量***。
本发明提供一种激光器参数测量***，其包括一个第一透镜、一个第一楔板、一个第二楔板、一个第三楔板、一个第一图像采集装置、一个第二图像采集装置、一个能量探头和一个波形探头，外部待测量的激光器输出的光束经过所述第一透镜透射到所述第一楔板，经过所述第一楔板反射的光束依次穿过第二楔板、第三楔板进入第一图像采集装置，经过所述第一楔板透射的光束进入所述能量探头，经过所述第二楔板反射的光束进入第二图像采集装置，经过所述第三楔板反射的光束进入所述波形探头。
所述激光参数测量***还包括一个平台，所述第一楔板、所述第二楔板、所述第三楔板、所述第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述能量探头和所述波形探头都设置在所述平台上。
所述第一透镜设置在外部待测量的激光器的输出端位置，所述第一透镜与外部待测量的激光器的输出端的输出镜的距离小于该输出镜的像传递距离。
所述激光器参数测量***还包括一个第二透镜，所述第二透镜设置在所述平台上，所述第三楔板透射的光束经过所述第二透镜缩束后进入到所述第一图像采集装置。
所述激光器参数测量***还包括一个第三透镜，该第三透镜设置在所述平台上，所述第一楔板透射的光束经过所述第三透镜扩束后进入所述能量探头。
所述第一透镜和所述第二透镜为凸透镜，所述第三透镜为凹透镜。
所述第一透镜与其沿所述第一楔板、所述第二楔板方向到所述第二图像采集装置的投影的距离为所述第一透镜的焦距。
所述第一楔板、所述第二楔板和所述第三楔板都为玻璃板。
所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置都为CCD。
所述平台还包括一个升降结构和一个平移结构，所述升降结构控制所述平台沿竖直方向移动，所述平移结构控制所述平台沿水平方向移动。
相较于现有技术，本发明的主要有益效果在于：
本发明所述激光器参数测量***根据虚物成像原理将其第一透镜设置在外边待测量的激光器输出端位置，并且与输出端的输出镜的距离小于该输出镜的像传递距离，而其他元件都设置在一个平台上，所以使得该激光器参数测量***使用时占用的空间较小。此外，由于所述平台上减少了一个第一透镜，从而缩小了所述平台的尺寸，并且本发明提供的平台可以进行上下和左右移动，使得其应用范围较为广泛，整个***的安装和调节也较为简便。
附图说明
图1是现有技术激光器参数测量***的俯视示意图。
图2是本发明激光器参数测量***实施例1的驱动模块的俯视示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明涉及一种激光器参数测量***，其包括一个第一透镜210、一个第二透镜212、一个第三透镜214、一个第一楔板220、一个第二楔板222、一个第三楔板224、一个第一图像采集装置230、一个第二图像采集装置232、一个能量探头240、一个波形探头250和一个平台260。所述第一透镜210和所述第二透镜212为凸透镜，所述第三透镜214为凹透镜。所述第一透镜210用来将外部待测量的激光器输出光束的缩束进入所述第一楔板220，所述第二透镜212用来使光束缩束进入所述第一图像采集装置230，所述第三透镜214用来使光束扩束进入所述能量探头240。所述第一楔板220、所述第二楔板222和所述第三楔板224都为玻璃板，可以使入射到其表面的光线发生部分反射及部分透射。
所述第一透镜210设置在外部待测量的激光器(图未示)的输出端(图未示)位置，即在整个***处于工作状态时，设置所述第一透镜210与外部待测量的激光器固定在一起；在处于非工作状态时，可以设置所述第一透镜与外部待测量的激光器分离。像传递距离的一般定义为透镜与物体在该透镜中所成的物像之前的距离。根据虚物成像原理，设置所述第一透镜与外部待测量的激光器的输出端的输出镜(图未示)的距离小于该输出镜的像传递距离。所述第一透镜210与其沿所述第一楔板220、所述第二楔板220方向到所述第二图像采集装置232的投影的距离为所述第一透镜210的焦距。
所述第二透镜212、所述第三透镜214、所述第一楔板220、所述第二楔板222、所述第三楔板224、所述第一图像采集装置230、所述第二图像采集装置232、所述能量探头240和所述波形探头250都设置在所述平台260上。所述第二透镜212位于所述第三楔板220与所述第一图像采集装置230之间。所述第三透镜214位于所述第一楔板220与所述能量探头240之间。所述能量探头240接收依次经过所述第一楔板220、所述第二透镜212透射出的光束，其用来探测入射光束的能量。所述波形探头250接收依次经所述第一楔板220反射、所述第二楔板222透射、所述第三楔板224反射的光束，其用来探测入射光束的波形。所述第一图像采集装置230和所述第二图像采集装置232都为CCD，都用来记录光束。
所述平台260还包括一个升降结构(图未示)和一个平移结构(图未示)，所述升降结构使所述平台沿竖直方向移动，所述平移结构使所述平台沿水平方向移动。
所述激光器参数测量***的工作原理为：将所述第一透镜210设置在外部待测量的激光器的输出端位置，调整所述平台260的升降结构和平移结构，使得该平台260与该待测量的激光器的输出端处于同一平面并且位置相对应；该待测量的激光器输出的光束经过所述第一透镜210缩束透射到所述第一楔板220，经过所述第一楔板220透射的光束再经过所述第三透镜214扩束后进入所述能量探头240，所述能量探头240探测该光束的能量值，经过所述第一楔板220反射的光束进入到所述第二楔板222；经过所述第二楔板222反射的光束进入所述第二图像采集装置232，所述第二图像采集装置232用来记录该光束，经过所述第二楔板222透射的光束进入到所述第三楔板；经过所述第三楔板224反射的光束进入所述波形探头250，所述波形探头250探测该光束的波形，经过所述第三楔板224透射的光束再经过所述第二透镜212缩束后进入到所述第一图像采集装置230，所述第一图像采集装置230用来记录该光束。
实施例2
本发明所述的激光器参数测量***与实施例1的激光器参数测量***大致相同，其主要区别在于：该测量***还包括一支架，所述支架设置在外部待测量的激光器与所述平台之间，所述第一透镜设置在该支架上，所述支架的高度可调节。
在其他的变形实施方式中，根据实际操作的需要，所述第一楔板、所述第二楔板和所述第三楔板可以都选用同一种透明介质，也可以分别选用三种不同的透明介质。
相较于现有技术，本发明的主要有益效果在于：
本发明所述激光器参数测量***根据虚物成像原理将其第一透镜设置在外边待测量的激光器输出端位置，并且与输出端的输出镜的距离小于该输出镜的像传递距离，而其他元件都设置在一个平台上，所以使得该激光器参数测量***使用时占用的空间较小。此外，由于所述平台上减少了一个第一透镜，从而缩小了所述平台的尺寸，并且本发明提供的平台可以进行上下和左右移动，使得其应用范围较为广泛，整个***的安装和调节也较为简便。
Claims (9)
1.一种激光器参数测量***，其特征在于，该激光器参数测量***包括一个第一透镜、一个第一楔板、一个第二楔板、一个第三楔板、一个第一图像采集装置、一个第二图像采集装置、一个能量探头和一个波形探头，外部待测量的激光器输出的光束经过所述第一透镜透射到所述第一楔板，经过所述第一楔板反射的光束依次穿过第二楔板、第三楔板进入第一图像采集装置，经过所述第一楔板透射的光束进入所述能量探头，经过所述第二楔板反射的光束进入第二图像采集装置，经过所述第三楔板反射的光束进入所述波形探头，所述第一透镜设置在外部待测量的激光器的输出端位置，所述第一透镜与外部待测量的激光器的输出端的输出镜的距离小于该输出镜的像传递距离。
2.根据权利要求1所述的激光器参数测量***，其特征在于，该激光参数测量***还包括一个平台，所述第一楔板、所述第二楔板、所述第三楔板、所述第一图像采集装置、所述第二图像采集装置、所述能量探头和所述波形探头都设置在所述平台上。
3.根据权利要求2所述的激光器参数测量***，其特征在于，该激光器参数测量***还包括一个第二透镜，所述第二透镜设置在所述平台上，所述第三楔板透射的光束经过所述第二透镜缩束后进入到所述第一图像采集装置。
4.根据权利要求3所述的激光器参数测量***，其特征在于，该激光器参数测量***还包括一个第三透镜，该第三透镜设置在所述平台上，所述第一楔板透射的光束经过所述第三透镜扩束后进入所述能量探头。
5.根据权利要求4所述的激光器参数测量***，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜为凸透镜，所述第三透镜为凹透镜。
6.根据权利要求5所述的激光器参数测量***，其特征在于，所述第一透镜与其沿所述第一楔板、所述第二楔板方向到所述第二图像采集装置的投影的距离为所述第一透镜的焦距。
7.根据权利要求1所述的激光器参数测量***，其特征在于，所述第一楔板、所述第二楔板和所述第三楔板都为玻璃板。
8.根据权利要求1所述的激光器参数测量***，其特征在于，所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置都为CCD。
9.根据权利要求2所述的激光器参数测量***，其特征在于，所述平台还包括一个升降结构和一个平移结构，所述升降结构控制所述平台沿竖直方向移动，所述平移结构控制所述平台沿水平方向移动。
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