激光器集成测试装置及其外置多功能接头的制作方法

1.本公开涉及激光器测试领域，尤其涉及一种激光器集成测试装置及其外置多功能接头。


背景技术：

2.现有激光器测试密封盒完成不同激光器测项目时要把原有光路拆掉才能搭建新的测试光路，测试不同数据还要更换光源接头。整个光路经过多次分光，角度不好掌握。盒体所有测试设备均在盒内，增加密封盒开封次数，不利于密封，如光电二极管测试脉宽，不仅要放入密封盒内，还要留有信号线位置。此外现有激光器测试密封盒体积较大，盒体笨重，且要实现所有测试使用的光路需要的分光镜种类较多，接收光源接头种类较多，如测试光束质量根据聚焦法测试将引起能量增强，中间需要更换聚焦镜。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本公开提供了一种激光器集成测试装置及其外置多功能接头，以至少部分解决以上所提出的技术问题。
5.(二)技术方案
6.根据本公开的一个方面，提供了一种激光器集成测试装置的外置多功能接头，包括：
7.连接组件，所述连接组件呈贯通的中空管状，包括：
8.第一连接部，用于与激光器集成测试装置的箱体连接，使得所述外置多功能接头固定连接于所述激光器集成测试装置的箱体外部；以及
9.第二连接部，设置于所述激光器集成测试装置的箱体外部，用于连接光纤和/或光电二极管；
10.匀光片组件，包括：
11.匀光片，所述匀光片置于所述第一连接部内部中空结构中；
12.匀光片固定件，所述匀光片固定件呈环状，用于将所述匀光片固定于所述第一连接部内部中空结构中。
13.根据本公开的实施例，所述第二连接部具有通孔中空结构，所述通孔中空结构的直径小于所述第一连接部的内径。
14.根据本公开的实施例，所述第二连接部具有围绕通孔中空结构的环形凹槽，所述环形凹槽用于容置所述光纤的连接件和/或光电二极管。
15.根据本公开的实施例，所述环形凹槽通过环形凹槽内环表面或外环表面与所述光纤的连接件和/或光电二极管可拆卸连接。
16.根据本公开的实施例，所述第一连接部的外径呈阶梯状，其中，所述第一连接部设置于所述激光器集成测试装置的箱体内侧的一端的外径小于所述第一连接部设置于所述
激光器集成测试装置的箱体外侧一端的外径。
17.根据本公开的实施例，所述第一连接部的中空结构内表面与所述匀光片固定件可拆卸连接；和/或
18.所述第一连接部与所述激光器集成测试装置的箱体可拆卸连接。
19.根据本公开的实施例，所述的外置多功能接头还包括：
20.接头外盖，与所述第二连接部可拆卸连接，用于在非测试情况下遮挡激光。
21.根据本公开的另一个方面，提供了一种激光器集成测试装置，包括：
22.如前所述的激光器集成测试装置的外置多功能接头；
23.箱体，所述箱体内设置有：
24.第一分光镜，用于将待测激光器输出的激光按照第一预定功率分配比例分为第一激光和第二激光，所述第一激光从所述第一分光镜反射后输出，所述第二激光从所述第一分光镜透射后输出；
25.第二分光镜，用于将所述第一激光按照第二预定功率分配比例分为第三激光和第四激光，所述第三激光从所述第二分光镜反射后输出至光谱仪的光纤接头，所述第四激光从所述第二分光镜透射后输出至所述外置多功能接头；
26.第三分光镜，用于将第二激光按照第三预定功率分配比例分为第五激光和第六激光，所述第五激光从所述第三分光镜反射后输出至能量计接口，所述第六激光从所述第三分光镜透射后输出；
27.第四分光镜，用于将所述第六激光反射输出至光束质量分析仪接口。
28.根据本公开的实施例，所述的激光器集成测试装置还包括：
29.聚焦镜，所述聚焦镜设置于所述第一分光镜与第三分光镜之间的光路上。
30.根据本公开的实施例，所述第三分光镜包括至少一个衰减片，所述衰减片能够旋转，使得输出激光的能量大小改变。
31.(三)有益效果
32.从上述技术方案可以看出，本公开激光器集成测试装置及其外置多功能接头至少具有以下有益效果其中之一：
33.(1)利用激光器集成测试装置外置多功能接头，改变了光电二极管与光纤接头的连接方式，通过改变与接头的安装位置来提高密封盒的灵活性，减少了接头种类，节省了密封盒内部空间，从而减小了密封盒体积；
34.(2)本公开的激光器集成测试装置通过整合光路可以使密封盒对多个测试指标进行同时测试，调试光路速度更快，经过整合后，体积在长宽高方面都有大量较少，整体结构更加轻便。
附图说明
35.图1为现有对线宽测试及波长调节范围测试的测量光路。
36.图2为现有对激光器重复频率、频率分辨率、脉冲宽度进行测试的测量光路。
37.图3为现有对激光器平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性进行测试的测量光路。
38.图4为现有激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑
对称性进行测试的测量光路。
39.图5为本公开实施例激光器集成测试装置的外置多功能接头的结构示意图，其中(a)为外置多功能接头连接组件的结构示意图；(b)为外置多功能接头连接组件的安装结构示意图；(c)为外置多功能接头的结构的爆炸图；(d)为外置多功能接头连接组件的剖视图。
40.图6为本公开实施例激光器集成测试装置的结构示意图。
41.图7为本公开实施例对线宽测试及波长调节范围测试的测量光路。
42.图8为本公开实施例对重复频率、频率分辨率、脉冲宽度测试的测量光路。
43.图9为本公开实施例对平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性测试的测量光路。
44.图10为本公开实施例对激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑对称性进行测试的测量光路。
45.【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
46.100-外置多功能接头；110-连接组件；111-第一连接部；1111-第一外螺纹；1112-内螺纹；112-第二连接部；1121-环形凹槽；1122-第二外螺纹；1123-第三外螺纹；120-匀光片组件；121-匀光片；122-匀光片固定件；130-接头外盖；200-箱体；210-第一分光镜；220-第二分光镜；230-第三分光镜；240-第四分光镜；250-聚焦镜；260-能量计。
具体实施方式
47.现有的对激光器测试装置进行线宽测试及波长调节范围测试需要使用波长计、光谱仪、紫外衰减片、光纤等工具，但波长计与光谱仪对光射入光纤角度的要求不同，能量大小不同，两者光路虽然相同，但对光路要求调试方式不同，光谱与波长测试切换仍需调试光路，因此仍然需要作为两个光路，切换光谱与波长的测试较麻烦，中间需要调节衰减片，且不能同时测试，要开密封盒把光路进行改动，从而影响密封性。图1为现有对线宽测试及波长调节范围测试的测量光路。
48.现有的激光器测试装置对激光器重复频率、频率分辨率、脉冲宽度进行测试需要使用示波器、光电二极管等，该激光器测试装置将光电二极管放置在密封盒内部，并对光源进行衰减处理后使用，因而增加了内部光路的复杂性。图2为现有对激光器重复频率、频率分辨率、脉冲宽度进行测试的测量光路。
49.现有的激光器测试装置对激光器平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性进行测试时需要使用激光能量计260与高速脉冲能量采集卡。图3为现有对激光器平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性进行测试的测量光路。
50.现有的激光器测试装置对激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑对称性进行测试时，需要使用光束质量分析系统。在这个测试中交点法测试发散角会在出光口位置加聚焦镜，当光聚焦至一点时，能量会上升，光路需要加强衰减效果，更换衰减片，但是镜片的摆放角度稍有变化，光路就会发生偏转，操作麻烦，因能量大小的不同，其所需衰减片的种类不好确定，因而增加了更换镜片的复杂性。图4为现有激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑对称性进行测试的测量光路。
51.本公开提供了一种激光器集成测试装置及其外置多功能接头，该激光器集成测试装置能够减少分光镜种类，并大大减小密封盒体积及重量。通过部分光源接头外置，并采用新设计的外置多功能接头，其接头功能增加，减少线槽数量，减少开盒次数，简化光路。在使用焦点法测试发散角无需更换分光镜，只需调整镜片角度，减少了调试光路的难度。
52.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
53.本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以由许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。
54.本公开的激光器集成测试装置需要使用波长计、示波器、光谱仪、紫外衰减片、光纤等工具，对激光器进行线宽测试及波长调节范围测试，经过分析设计，光谱仪对光射入光纤角度要求更高，所以仍然使用二维镜架与光纤接头组合进行测试；而在利用波长计测试波长调节范围时，对光射入光纤的角度没有太大要求。
55.因此，在本公开的一个示例性实施例中，提供了一种激光器集成测试装置的外置多功能接头。外置多功能接头可固定于密封盒外壁，并用于连接光纤探头或光电二极管接头。外置多功能接头内置匀光片，可减小光的入射角度对波长计与光电二极管测试的影响。外置多功能接头能够减小了密封盒占用的内部空间，可以进一步缩小密封盒尺寸，减小密封盒体积，减轻重量。
56.图5为本公开实施例激光器集成测试装置的外置多功能接头的结构示意图，其中(a)为外置多功能接头连接组件的结构示意图；(b)为外置多功能接头连接组件的安装结构示意图；(c)为外置多功能接头的结构的爆炸图；(d)为外置多功能接头连接组件的剖视图。如图5(a)至5(d)所示，本公开激光器集成测试装置的外置多功能接头100包括连接组件110、匀光片组件120和接头外盖130。所述连接组件110呈中空管状，包括相互贯通的第一连接部111和第二连接部112。
57.其中，第一连接部111用于与激光器集成测试装置的箱体200连接，使得所述外置多功能接头100固定连接于所述激光器集成测试装置的箱体200外部。
58.本实施例中，所述第一连接部111的外部具有第一外螺纹1111，用于与箱体200开口的螺纹连接，从而实现置多功能接头与激光器集成测试装置箱体200的可拆卸连接。具体地，所述第一连接部111的外部呈阶梯状，所述第一连接部111与所述激光器集成测试装置的箱体200连接的一端的外径小于所述第一连接部与第二连接部连接的一端的凸起部。
59.在安装外置多功能接头时，第一连接部111的第一外螺纹1111与箱体200连接后，第一连接部1111的凸起部设置于箱体200外侧，进一步实现外置多功能接头的定位。
60.可以理解的是，本实施例中采用螺纹连接方式实现外置多功能接头与激光器集成测试装置箱体200的相互固定，在其他实施例中，所述多功能接头与激光器集成测试装置箱体200还可以采用卡合等可拆卸连接方式进行连接。
61.第二连接部112设置于所述激光器集成测试装置的箱体200外部，用于连接光纤和/或光电二极管。所述第二连接部112具有通孔中空结构，所述通孔中空结构的直径小于所述第一连接部111的内径。通孔中空结构与第一连接部111的中空结构相互贯通，能够实现激光的通过。
62.为了实现外置多功能接头100与光纤和/或光电二极管的连接，所述第二连接部112具有围绕通孔中空结构的环形凹槽1121，用于容置所述光纤的连接件和/或光电二极管。所述环形凹槽1121通过环形凹槽内环表面或外环表面的第二外螺纹1122与所述光纤的连接件和/或光电二极管可拆卸连接。
63.匀光片组件120包括匀光片121及匀光片固定件122，设置于第一连接部111内部中空结构内部。第一连接部111内部中空结构内部可加不同型号的匀光片121进行衰减，从而该种设置不仅可以进行能量衰减，也可改善激光对光纤、光电二极管的入射角度问题。
64.具体地，所述匀光片121呈圆片状，置于所述第一连接部111内部中空结构中。匀光片固定件122呈环状，其外表面具有螺纹，所述第一连接部111内部具有内螺纹1112，匀光片固定件122通过螺纹连接第一连接部111，将所述匀光片固定于所述第一连接部111内部中空结构中。
65.通过外置多功能接头100前端加匀光片121，解决了光路略微的偏转使光无法射入光纤的问题，同时达到对光强度衰减的目的，可以根据需求选择不同的匀光片种类调节能量大小。同时使匀光片121也对密封盒有密封作用，并且因为该外置多功能接头100设置有光纤连接部，在测试时可将光纤设置在测试盒外部，减少测试盒内预留线槽数量，增加测试波长的灵活性。
66.可以理解的是，所述第一连接部的中空结构内表面与所述匀光片固定件通过螺纹相互固定，在其他实施例中，所述第一连接部的中空结构内表面与所述匀光片固定件还可以采用卡合等方式可拆卸连接。
67.为了在不进行测试时遮挡激光，外置多功能接头还具有接头外盖130，接头外盖130与所述第二连接部112可拆卸连接，例如螺纹或卡合等。本实施例中，接头外盖130与所述第二连接部112的第三外螺纹1123连接。
68.本实施例的外置多功能接头，改变了光电二极管与光纤接头的连接方式，通过改变与接头的安装位置来提高密封盒的灵活性，减少接头种类，节省密封盒内部空间，从而减小密封盒体积。
69.在本公开又一个示意性实施例中，提供了一种激光器集成测试装置，包括如前所述的外置多功能接头及激光器集成测试装置的箱体200。
70.图6为本公开实施例激光器集成测试装置的结构示意图。如图6所示，激光器集成测试装置的箱体200为密封盒，所述箱体200内设置有：
71.第一分光镜210，用于将待测激光器输出的激光按照第一预定功率分配比例分为第一激光和第二激光，所述第一激光从所述第一分光镜210反射后输出，所述第二激光从所述第一分光镜210透射后输出。
72.第二分光镜220，用于将所述第一激光按照第二预定功率分配比例分为第三激光和第四激光，所述第三激光从所述第二分光镜220反射后输出至光谱仪的光纤接头，所述第四激光从所述第二分光镜220透射后输出至所述外置多功能接头。
73.第三分光镜230，用于将第二激光按照第三预定功率分配比例分为第五激光和第六激光，所述第五激光从所述第三分光镜230反射后输出至能量计260接口，所述第六激光从所述第三分光镜透射后输出。所述第三分光镜230包括至少一个衰减片，所述衰减片能够旋转，使得输出激光的能量大小改变。
74.第四分光镜240，用于将所述第六激光反射输出至光束质量分析仪接口。
75.此外，所述的激光器集成测试装置还可以包括可拆卸安装的聚焦镜250，所述聚焦镜250设置于所述第一分光镜210与第三分光镜230之间的光路上。在分指标测试时的光路需要开盖调试即开盖添加聚焦镜250，不添加聚焦镜250时测光斑。
76.本实施例的激光器集成测试装置可以对多个光路进行整合后可满足多个指标进行同时测试。
77.以下对本实施例不同指标测试时的光路结构进行详细说明。
78.图7为本公开实施例对线宽测试及波长调节范围测试的测量光路。如图7所示，本实施例的激光器集成测试装置在使用波长计、光谱仪、紫外衰减片、光纤等工具，对激光器进行线宽测试及波长调节范围测试时，经过分析设计，光谱仪对光射入光纤角度要求更高，所以仍然使用二维镜架与光纤接头组合进行测试，因此在箱体内部还包括用于与光纤接头组合二维镜架；而在利用波长计测试波长调节范围时，对光射入光纤的角度没有太大要求，因此采用上述外置多功能接头设置于密封盒上。
79.图8为本公开实施例对重复频率、频率分辨率、脉冲宽度测试的测量光路。如图8所示，本实施例的激光器集成测试装置在使用示波器、光电二极管对重复频率、频率分辨率、脉冲宽度进行测试时，经过分析设计，把光电二极管接口与测试波长的光纤接头接口合并为上述外置多功能接头，从而将光电二极管置于密封盒外部，经组合后配合匀光片使用。
80.图9为本公开实施例对平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性测试的测量光路。如图9所示，本实施例的激光器集成测试装置在使用激光能量计260与高速脉冲能量采集卡对平均功率、单脉冲能量、能量调节范围、能量稳定性、剂量稳定性进行测试时，调整了能量计260摆放位置，通过计算能量的衰减率，直接折算能量大小，从而不妨碍剂量稳定性与能量稳定性的直接计算，并且能够整合所有光路。
81.图10为本公开实施例对激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑对称性进行测试的测量光路。如图10所示，本实施例的激光器集成测试装置使用光束轮廓分析系统对激光的光斑尺寸、光斑位置稳定性、光斑发散角、光斑指向稳定性、光斑对称性进行测试时，只要保证光路长度满足1m，在添加聚焦镜250时只要旋转图中的衰减片230就可以直接改变能量大小，使能量满足需求，如果能量过大，还可以继续增加衰减片个数。因而该测试无需更换镜片，也不存在镜片更换导致光路发生太大变化的问题，从而光路调试时间更短。从而本实施例的激光器集成测试装置对能量适应范围更大。
82.进一步的，本实施例的激光器集成测试装置还可以进一步缩小装置的尺寸。本实施例的盒体长度460mm，直接在内部搭建光路显然不够1m，因此通过45度反射镜240，配合侧部导光孔与导光管从而能够延长光路长度。
83.本实施例的激光器集成测试装置通过整合多个光路，使测试密封盒对多个测试指标进行同时测试，调试光路速度更快，且本实施例的激光器集成测试装置通过光路简化使得光路距离更容易测量。此外，经过整合后，箱体体积在长宽高方向都有大量缩小，整体结构更加轻便。同时，能够提高使用密封盒密封性，测试的灵活性，并通过外置多功能接头使密封盒体积进一步减小。
84.至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并
未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
85.还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
86.并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
87.除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中
±
10％的变化、在一些实施例中
±
5％的变化、在一些实施例中
±
1％的变化、在一些实施例中
±
0.5％的变化。
88.再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
89.说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。
90.此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
91.在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本公开也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本公开的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本公开的最佳实施方式。
92.本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本公开实施例的相关设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
93.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单
元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。
94.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
95.以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。