一种激光发散角的测量方法和装置的制造方法_2

文档序号:8444484阅读:来源:国知局
本发明作进一步详细的说明。
[0060]本发明实施例的核心构思在于,本发明实施例可以由参数配置模块采用预设的第一角度信息生成第一驱动信息,由第一驱动模块获取第一驱动信息对应的第一扫描角度,并依照第一扫描角度通过水平摇臂驱动光电传感器从第一初始位置开始在水平方向上作等间隔角度运动,由光电传感器在每运动一个所述第一扫描角度时,采集一次激光光束的第一强度信息,直到离开所述第一分布区域,数据处理模块采用第一强度信息计算激光光束的水平发散角,对于不同类型的激光光束发射模块,只需改变第一角度信息即可,避免传统的CCD测量需要不断寻找聚焦点以及传统的套孔法需要不断更换小孔、进行光束中心与小孔光阑的中心对准的繁琐操作,进而,本发明实施例可以高效、准确地测量激光光束的发散角。
[0061 ] 参照图1,示出了本发明的一种激光发散角的测量装置实施例的结构框图,具体可以包括:
[0062]固定模块101,激光光束发射模块102,参数配置模块(图中未不出),光电传感器103,与所述光电传感器相连的水平摇臂104,与所述水平摇臂相连的第一驱动模块105,数据处理模块(图中未示出),其中:
[0063]由固定模块101固定激光光束发射模块102,并保证激光光束发射模块102水平放置。
[0064]在本发明实施例中,固定模块101可以是磁性夹具,由磁力将激光光束发射模块102固定,当然,固定模块101也可以是其他类型的夹具,只要能够固定激光光束发射模块102,并保证激光光束发射模块102水平放置即可。
[0065]固定模块101可以包括正负极供电节点,通过正负极供电节点给激光光束发射模块102供电。
[0066]由激光光束发射模块102发射激光光束,通过测量激光光束的发散角可以获知激光光束发射模块102的性能是否满足要求。
[0067]激光光束发射模块102可以是泵浦源芯片,也可以是光纤等能够发射激光光束的器件,通电后可以发射激光光束。
[0068]在本发明实施例中,参数配置模块用于采用预设的第一角度信息生成第一驱动信息,并将所述第一驱动信息发送至所述第一驱动模块105。
[0069]第一驱动模块105用于获取第一驱动信息对应的第一扫描角度,依照第一扫描角度通过水平摇臂104驱动光电传感器103从第一初始位置开始在水平方向上作等间隔角度运动,水平摇臂104与所述激光光束在移动过程保持垂直。
[0070]在本发明实施例中,第一角度信息可以是光电传感器103每运动一次相对于激光光束发射模块102转过的角度值。
[0071]第一角度信息可以根据激光光束发射模块102的类型预先设定,对发射发散角较大的激光光束发射模块102,如泵浦源芯片,可以将第一角度信息设得较大些,如0.1°,对发射发散角较小的激光光束发射模块102,如光纤,可以将第一角度信息设得较小些,如0.01° 。
[0072]第一驱动信息是与第一角度信息对应的电信号(如脉冲信号),该电信号可以由第一驱动模块105识别,参数配置模块生成第一驱动信息后,将第一驱动信息发送到第一驱动模块105。
[0073]在本发明实施例中,参数配置模块可以位于外接的计算机中,通过外接的计算机强大的运算处理能力,可以大大提高参数配置模块的工作效率。
[0074]第一驱动模块105接收到第一驱动信息,获取第一驱动信息对应的第一扫描角度,通常,第一角度信息与第一扫描角度是一致的,如,当第一角度信息是0.1°时,获取的第一扫描角度也是0.1°,当第一角度信息是0.01°时,获取的第一扫描角度也是0.01°。
[0075]在具体应用中,第一驱动模块105可以包括伺服电机,第一驱动信息可以是对应的脉冲信号,由脉冲信号驱动伺服电机转动,当然第一驱动模块105也可以包括步进电机或其他驱动器件,本发明实施例对此并不加以限制。
[0076]第一驱动模块105通过水平摇臂104驱动光电传感器103从第一初始位置开始,在水平方向上作等间隔角度运动,在运动过程中,水平摇臂104与激光光束始终保持垂直。
[0077]在本发明实施例中,第一分布区域为激光光束的水平分布区域,第一初始位置位于第一分布区域之外。
[0078]光电传感器103由第一驱动模块105驱动,在水平方向上作等间隔角度运动,等间隔角度的值可以是第一扫描角度,如第一扫描角度为0.1°时,等间隔角度的值也是0.1°,第一扫描角度为0.01°时,等间隔角度的值也是0.01°
[0079]光电传感器103在每运动一个所述第一扫描角度采集一次激光光束的第一强度信息,直到离开第一分布区域,并将第一强度信息传发送至数据处理模块。
[0080]如当第一扫描角度为0.1°时,光电传感器103每运动0.1°就采集一次第一强度信息,当第一扫描角度为0.01°时,光电传感器103每运动0.01°就采集一次第一强度信息,直到光电传感器103离开第一分布区域。
[0081]这样,光电传感器103可以采集激光光束水平发散角分布区域内的第一扫描角度对应的所有第一强度信息。
[0082]数据处理模块采用第一强度信息可以计算激光光束的水平发散角。
[0083]数据处理模块可以位于外接的计算机中,通过外接计算机强大的运算处理能力,可以大大提高数据处理模块的工作效率。
[0084]在本发明的一种优选实施例中,所述装置还可以包括:
[0085]功率测量模块108,用于测量所述激光光束发射模块102的工作功率;
[0086]电压调节模块,用于调节所述激光光束发射模块102的工作功率。
[0087]在本发明实施例中,激光光束发射模块102发射的激光光束的发散角包括水平发散角和垂直发散角,其中,水平发散角是激光光束在水平方向上的发散角,垂直发散角是激光光束在垂直方向上的发散角,通常,水平发散角和垂直发散角的大小并不相同,因而需要分别测量激光光束的水平发散角和垂直发散角
[0088]具体应用中,可以先测量水平发散角,再测量垂直发散角,也可以先测量垂直发散角,再测量水平发散角。
[0089]以第一角度信息为0.1°为例,水平发散角的具体测量过程如下:
[0090]在测量开始时,可以先检测光电传感器103的当前位置是否是第一初始位置,如果不是,可以对光电传感器103进行初始化,将光电传感器103驱动至第一初始位置。
[0091]向激光光束发射模块102供电,激光光束发射模块102发射激光光束,由功率测量模块实时测量激光光束发射模块102的工作功率,判断测量到的工作功率是否达到额定工作功率,即判断激光光束发射模块102是否正常发射激光光束,如果没有,则通过电压调节模块调节激光光束发射模块102的工作电压,直到功率测量模块测量到的工作功率与额定工作功率一致。
[0092]参数配置模块将生成第一驱动信息发送至第一驱动模块105,第一驱动模块105获取第一扫描角度0.1°。
[0093]第一驱动模块105依照0.1°通过水平摇臂104驱动光电传感器103在水平方向上作等间隔角度运动,等间隔角度的值为0.1°。
[0094]光电传感器103每运动0.1°采集一次第一强度信息,并将第一强度信息发送至数据处理模块,直到光电传感器103离开第一分布区域。
[0095]数据处理模块对第一强度信息进行高斯拟合,获取第一强度分布曲线图。
[0096]如图2所示,第一强度分布曲线图包括第一强度信息对应的拟合曲线、X轴和Y轴,拟合曲线以Y轴为对称轴,位于X轴的上方,拟合曲线的最高点位于Y轴上,X轴对应的第一横坐标表示第二角度信息,Y轴对应的第一纵坐标表示第二强度信息。
[0097]需要说明的是,第二角度信息可以根据激光光束发散角的大小确定,当激光光束的发散角较大时,第二角度信息的间隔可以取的大些,当激光光束的发散角较大小时,第二角度信息的间隔可以取的小些,例如,对于泵浦源芯片发散的激光光束,第二角度信息的间隔可以取5°,对于光纤发散的激光光束,第二角度信息的间隔可以取0.5°。
[0098]具体应用中,可以在外接计算机的显示窗口显示第一强度分布曲线图。
[0099]数据处理模块获取强度特征值在所述第一强度分布曲线图中对应的第二分布区域。
[0100]数据处理模块将所述第二分布区域对应的第一横坐标指向的角度值作为水平发散角。
[0101]在本发明实施例中,强度特征值可以根据高斯光束能量分布特性获得,即激光光束的主能量占总能量的比例,具体通过式1- (Ι/e2)计算,通常取值86.5 %。
[0102]第二分布区域可以由拟合曲线、X轴构成,以第一纵坐标对应的坐标轴(即Y轴)为对称轴,第二分布区域的面积值与强度特征值相等,具体的做法是以与对称轴平行的两条(图2中直线I和直线2),从对称轴开始向对称轴两边做等角度扩展,并计算直线1、直线
2、X轴和拟合曲线构成的封闭区域的面积,当该封闭区域的面积与强度特征值相等时,该封闭区域即为第二分布区域,图2中的A区域。
[0103]需要说明的是,等角度的角度值可以根据需测量的发散角的精度要求确定,如当需测量的发散角的精度要求为0.1°时,等角度的角度值可以取0.1°,当需测量的发散角的精度要求为0.01°时,等角度的角度值可以取0.01°。
[0104]第二分布区域对应的第一横坐标指向的角度值即为激光光束的水平发散角,图2所示的激光光束水
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