CN102607520A - 一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置，包括：可发出可见光的激光器；双层光阑，包括第一层光阑和第二层光阑，第一层光阑和第二层光阑具有共同的孔，其中第二层光阑固定，且围绕中心孔具有0°-360°的角度刻度，第一层光阑可绕该共同的孔旋转，且其上具有从该孔向周围延伸的标尺，其中激光器发出的可见光穿过双层光阑的孔，并入射到待检测的激光晶体的端面上。

Description

一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置

技术领域

本发明涉及一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置。

背景技术

对于一个复杂的激光***，光学元件表面的剩余反射是自激振荡形成振荡腔的必要条件，若振荡腔内有足够的增益就会形成自激振荡。介质两端通常镀的是高透膜，透射率不可能达到100％，总会有一些残余的反射，激光在介质两端多次反射形成自激振荡。在高增益多程激光放大器中，自激振荡消耗了大量的反转粒子，当激光再次通过此激光介质时，会出现激光介质中反转粒子数变少而出现增益不够的情况。另一方面，自激振荡产生的大能量激光会对光学元件造成毁灭性损伤。为了防止自激振荡现象的发生，激光晶体的端面通常相对于其主轴具有小角度的倾角(即激光晶体倾斜角度，例如棒倾斜2°、3°)，同时，激光晶体端面的倾斜方向(即激光晶体的倾斜方向)也有明确的要求。

因此，在复杂的激光放大器的批量化生产中，需要一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置，以确保激光晶体的倾斜角度和倾斜方向满足实际需要。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置。

本发明提供的检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置包括：

可发出可见光的激光器；

双层光阑，包括第一层光阑和第二层光阑，第一层光阑和第二层光阑具有共同的孔，其中第二层光阑固定，且围绕中心孔具有0°-360°的角度刻度，第一层光阑可绕该共同的孔旋转，且其上具有从该孔向周围延伸的标尺，所述激光器发出的可见光穿过双层光阑的孔。

根据本发明提供的装置，其中该标尺指示长度，并指向第二层光阑上的角度刻度。

根据本发明提供的装置，其中所述第一层光阑为圆形或条形。

根据本发明提供的装置，其中所述第二层光阑为圆形。

本发明还提供一种利用上述装置检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的方法，包括：

1)使穿过双层光阑的孔的可见光的出射方向平行于待检测激光晶体的主轴，并使该可见光入射到待测激光晶体的端面上；

2)旋转双层光阑的第一层光阑，使其标尺与从所述端面反射回第一层光阑所形成的光斑重合，标尺所所指向的第二层光阑上的角度刻度即为激光晶体的倾斜方向；

3)测量双层光阑的孔与可见光入射到激光晶体上的入射点之间的距离L，并测量所述光斑与双层光阑的孔之间的距离H，利用公式

来计算激光晶体的倾斜角度。

根据本发明提供的检测方法，其中步骤2)还包括，若测得的倾斜方向与所需方向不符，则旋转第一层光阑，使其标尺指向第二层圆形光阑的对应于所需角度的刻度，再绕激光晶体的主轴旋转激光晶体，使所述光斑与标尺重合。

本发明提供的检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置，操作简便且极易实现，能够精确地检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向，还可将激光晶体的倾角精确的调整到任何所需方向。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明的实施例提供的检测装置的结构示意图；

图2为图1中的双层光阑的局部放大示意图；

图3为根据本发明的实施例提供的准直激光的方法的示意图；

图4为根据本发明的实施例提供的检测方法的示意图；

图5为根据本发明的实施例提供的检测方法的原理示意图。

具体实施方式

激光晶体通常为棒状，在本说明书中，“主轴”指激光晶体的纵向中心轴，“倾斜角度”指端面的法线方向与主轴方向之间的夹角，“倾斜方向”指端面的法线投影到垂直于主轴的平面上的方向。

根据本发明的一个实施例提供一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置，其结构如图1所示，包括

激光器1，可发出可见光；

双层光阑2，其放大的结构示意图如图2所示，具有同心的第一层圆形光阑21和第二层圆形光阑22，第一层圆形光阑21和第二层圆形光阑22具有共同的中心孔20，其中第二层圆形光阑22固定，且其圆周上具有0°-360°的角度刻度，第一层圆形光阑21可绕共同的中心孔20旋转，且其上具有从中心孔20向圆周延伸的标尺，该标尺可指示长度，并指向第二层圆形光阑22圆周上的角度刻度；

其中激光器1和双层光阑2的位置可调，激光器1发出的可见光穿过双层光阑2的中心孔20，并入射到待检测的激光晶体3的端面上。

下面说明本实施例提供的检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置的检测方法，例如，需要检测激光晶体的倾斜角是否为3°，倾斜方向是否满足垂直向上倾斜的要求，本实施例提供的装置按照如下的检测方法检测：

1)使穿过双层光阑的中心孔的可见光的出射方向平行于待检测激光晶体的主轴，具体步骤包括：如图3所示，在可见光的光路上放置光阑4和光阑5，使光阑4和光阑5上的小孔与夹持待测激光晶体3的装置的中心高一致，从而使光阑4和光阑5确定的直线与激光晶体的主轴重合；调整激光器1和双层光阑2的位置，使从双层光阑出射的可见光依次通过光阑4和光阑5的小孔；撤掉光阑4和光阑5，在夹持待测激光晶体3的装置上放上激光晶体3，从而使穿过双层光阑的中心孔的可见光的出射方向平行于待检测激光晶体的主轴；

2)如图4所示，可见光穿过双层光阑的中心孔并被激光晶体的端面反射后，入射到第一层圆形光阑21上并形成光斑，因为激光晶体的端面存在倾斜，因此该光斑偏离中心孔，先旋转双层光阑的第一层圆形光阑21，使其标尺与该光斑重合，此时读出标尺所指向的第二层圆形光阑22上的角度刻度，如果为90°，则说明该激光晶体的倾斜方向符合要求，如果该光斑与所述标尺不重合，则说明该激光晶体的倾斜方向不符合要求，则需要旋转第一层圆形光阑21，使其标尺指向第二层圆形光阑22上的90°角度刻度，再绕激光晶体3的主轴旋转激光晶体，使该光斑与标尺重合，从而使该激光晶体的倾斜方向符合垂直向上的要求；

3)测量双层光阑的中心孔与可见光入射到激光晶体上的入射点之间的距离L，并测量上述光斑与双层光阑的中心孔之间的距离H，利用公式

来计算激光晶体的倾斜角度；

4)判断测得的倾斜角度是否为3°。

为了更详细地示出该公式的推导过程，图5示出了激光晶体端面区域的局部放大示意图。从图5中的几何结构可推出，H＝L tg2θ，因此 $\mathrm{\θ}=\frac{1}{2}\arctan (H/L).$

在本实施例中，测得L＝50mm，H＝5.25mm，将该测得的数值带入公式

算得θ≈3°，从而得知该待检测激光晶体符合要求。

根据本发明的一个实施例，其中第一层光阑也可以为其他形状，诸如条形，该条形光阑可绕中心孔旋转，且其上具有标尺，所述中心孔可穿过条形的中心，也可仅穿过条形的一侧，呈时针状。

根据本发明的一个实施例，其中第一层光阑也可以为其他形状，例如方形，只要其内部具有带有角度刻度的圆周即可。

根据本发明的一个实施例，其中在检测中，除了上述步骤1)中所述的方法以外，也可以采用其他方法使穿过双层光阑的中心孔的可见光的出射方向平行于待检测激光晶体的主轴。

利用本发明提供的装置，可精确地检测激光晶体的倾斜角度和倾斜方向，还可将激光晶体的倾角精确的调整到任何所需方向。

本发明的装置也可用于检测其他领域中带有倾角的晶体的倾斜角度和倾斜方向。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的装置，包括：

可发出可见光的激光器；

双层光阑，包括第一层光阑和第二层光阑，第一层光阑和第二层光阑具有共同的孔，其中第二层光阑固定，且围绕中心孔具有0°-360°的角度刻度，第一层光阑可绕该共同的孔旋转，且其上具有从该孔向周围延伸的标尺，所述激光器发出的可见光穿过双层光阑的孔。

2.根据权利要求1所述的装置，其中该标尺指示长度，并指向第二层光阑上的角度刻度。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一层光阑为圆形或条形。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二层光阑为圆形。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述激光器的位置可调。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述双层光阑的位置可调。

7.一种利用根据权利要求1所述的装置检测激光晶体倾斜角度以及倾斜方向的方法，包括：

1)使穿过双层光阑的孔的可见光的出射方向平行于待检测激光晶体的主轴，并使该可见光入射到待测激光晶体的端面上；

2)旋转双层光阑的第一层光阑，使其标尺与从所述端面反射回第一层光阑所形成的光斑重合，标尺所所指向的第二层光阑上的角度刻度即为激光晶体的倾斜方向；

3)测量双层光阑的孔与可见光入射到激光晶体上的入射点之间的距离L，并测量所述光斑与双层光阑的孔之间的距离H，利用公式

来计算激光晶体的倾斜角度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤2)还包括，若测得的倾斜方向与所需方向不符，则旋转第一层光阑，使其标尺指向第二层圆形光阑的对应于所需角度的刻度，再绕激光晶体的主轴旋转激光晶体，使所述光斑与标尺重合。

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