一种激光器核心参数快速测量方法与流程

本发明涉及激光器参数测量技术领域，特别是涉及一种激光器核心参数快速测量方法。

背景技术

近年来随着激光技术日益成熟，激光器由于其单色性、高亮度、方向性好，被越来越多地用于生产和生活。而市场上大部分测量仪器只能测量激光器的某一参数，效率较差，如何准确快速地测量激光器的核心参数可以提高企业的生产效率。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种激光器核心参数快速测量方法。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种激光器核心参数快速测量方法，将待测激光器的输出光束分成多束，同时进行测量并输出结果。

进一步地，所述将待测激光器的输出光束分为多束，具体为，使用菱形棱镜a将待测激光器发出的光束i分成两束，反射光束i1和透射光束i2，菱形棱镜b把i2分成反射光束i3和透射光束i4，各光束的平均功率分别为p，p1，p2，p3，p4。

进一步地，其中，平均功率的测量方法如下：

菱形棱镜的分光比例为p1＝pη1，p2＝pη2，p3＝p2η1，p4＝p2η2；

通过功率计测量得到光束i4的平均功率p4，通过测量得到的菱形棱镜的透射率η2，从而，得到激光器输出的平均功率：

进一步地，其中，输出光谱的测量方法如下：

光束i4照射功率计并发生漫反射，用光谱仪去测量漫反射光可以得到激光器的输出光谱。

进一步地，其中，脉冲宽度和重复频率的测量：

光束i3经过合适的衰减器照射对应波长的光电探头，使光电探头工作在线性区间，光信号被转换为电信号，通过示波器收集并计算电信号的脉冲宽度和频率，得到激光器的脉冲宽度和重复频率。

进一步地，其中，束腰直径、椭圆度和光束质量的测量方法如下：

光束i1经过衰减器照射在ccd上，连接计算机，经软件拟合计算得到光束i1在距离激光器出光口z1距离处的光斑直径d1和椭圆度e1；然后计算机控制伺服电机，使ccd在丝杠导轨上移动至距离出光口z2和z3的位置，分别测量i1在位置z2和z3处的光斑直径d2、d3和椭圆度e2、e3，并根据公式计算束腰直径和光束质量因子m²。

进一步地，其中，将ccd、光谱仪、功率计、示波器连接至计算机，由计算机采集数据，进一步计算脉冲峰值功率，并生成检测报告。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，可以快速测量激光器的光斑圆度、光束质量、脉冲宽度、重复频率、平均功率和波长这些核心参数，可以进一步计算出激光器输出的峰值功率密度，对于工业标记和加工具有重要意义。

附图说明

图1所示为本申请测量方法原理图；

图2所示为本申请菱形棱镜分光光路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明提供了一种激光器核心参数快速测量方法，将待测激光器的输出光束分成多束，同时进行测量并输出结果。

如图2所示，所述将待测激光器的输出光束分为多束，具体为，使用菱形棱镜a将待测激光器发出的光束i分成两束，反射光束i1和透射光束i2，菱形棱镜b把i2分成反射光束i3和透射光束i4，各光束的平均功率分别为p，p1，p2，p3，p4。

进一步地，平均功率的测量方法如下：

菱形棱镜的分光比例为p1＝pη1，p2＝pη2，p3＝p2η1，p4＝p2η2；

通过功率计测量得到光束i4的平均功率p4，通过测量得到的菱形棱镜的透射率η2，从而，得到激光器输出的平均功率：

进一步地，其中，输出光谱的测量方法如下：

光束i4照射功率计并发生漫反射，用光谱仪去测量漫反射光可以得到激光器的输出光谱。

进一步地，脉冲宽度和重复频率的测量：

光束i3经过合适的衰减器照射对应波长的光电探头，使光电探头工作在线性区间，光信号被转换为电信号，通过示波器收集并计算电信号的脉冲宽度和频率，得到激光器的脉冲宽度和重复频率。

进一步地，束腰直径、椭圆度和光束质量的测量方法如下：

光束i1经过衰减器照射在ccd上，连接计算机，经软件拟合计算得到光束i1在距离激光器出光口z1距离处的光斑直径d1和椭圆度e1；然后计算机控制伺服电机，使ccd在丝杠导轨上移动至距离出光口z2和z3的位置，分别测量i1在位置z2和z3处的光斑直径d2、d3和椭圆度e2、e3，并根据下述公式计算束腰直径和光束质量因子m²。

d²＝a+b·z+c·z²

式中：

d------光束直径，mm；

a------光束特征系数；

b------光束特征系数；

c------光束特征系数；

z0------束腰位置，m；

d0------束腰直径，mm；

θ------远场束散角，mrad；

m²-----光束质量因子。

进一步地，将ccd、光谱仪、功率计、示波器连接至计算机，由计算机采集数据，进一步计算脉冲峰值功率，并生成检测报告。

本方法适用于平均功率1瓦到100瓦，脉冲宽度大于1nm，光束宽度0.1-3mm的脉冲固体激光器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。