一种光斑形状检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光束的光斑检测装置及方法，属于光电子技术领域。
【背景技术】
[0002]在涉及使用激光束的各种实验及测量应用中，很多时候需要对激光束的光斑形状进行测量，现有技术的激光束光斑测量装置都是使用二维分布的光探测器直接对激光光斑进行光强采集，然后根据二维光探测器采集的光强信息来形成光斑图像，但是这种测量装置所存在的缺陷也是显而易见的，首先由于激光光斑一般都是高斯分布的，光强分布不均匀性非常大，并且一般的激光束的光斑总面积又比较小，在这么小的范围内制造出的二维探测器阵列的量程就需要覆盖很大的范围，这对于光探测器的制造来说是一个比较困难的事情，并且由于光强高低相差非常大，由此带来的不精确性是必然的。还有另外一个问题就是针对不同大小的光斑，则需要准备不同大小的二维探测器，这显然会增加成本，本发明正是针对这些问题提出的。
【发明内容】
[0003]根据本发明的一实施例，提供了一种光斑形状检测装置，其特征在于:包括沿光路依次设置的激光器，扩束器，光阑和光探测器，扩束器对激光器发出的激光束进行各方向上等比例扩束，所述光阑的中央设置有长方形狭缝，所述狭缝的宽度大于引起激光器衍射的宽度，所述光探测器为二维长方形结构，其大小不小于长方形狭缝的大小，所述光阑和光探测器设置在可移动的支架上，光阑和光探测器的相对位置不会发生变化，通过支架的移动完成对扩束后激光束的扫描。
[0004]根据本发明的一实施例，所述光阑设置在光探测器上，所述光探测器设置在所述支架上。
[0005]根据本发明的一实施例，所述光阑和所述光探测器间隔开设置在所述支架上。
[0006]根据本发明的一实施例，所述长方形狭缝的宽度小于扩束后光斑高度的十分之
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[0007]根据本发明的一种实施例，提供了一种进行激光束光斑形状检测的方法，其特征在于，通过上下或者左右移动所述支架，完成对扩束后激光束的扫描，然后根据扫描结果拼接出扩束后光斑形状，再根据扩束器的扩束比例对拼接出的光斑进行各方向的等比例缩小。
【附图说明】
[0008]附图1是本发明中所使用的光斑形状检测装置示意图；
[0009]附图2是本发明中所使用的光阑形状的结构示意图。
[0010]在上述图中，1表示激光器，2表示扩束器，3表示光阑，4表示光探测器，5表示由3和4组成的光检测器。
【具体实施方式】
[0011]下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的光斑形状检测装置。首先来看附图1，附图1示出了本发明光斑形状检测装置的组成示意图，包括激光器1，扩束器2，以及光检测器5。其中扩束器对激光器发出的进行扩束，该扩束器2没有特殊的要求，现有技术中的光扩束器即可使用，例如凹凸透镜的组合，棱镜的组合均是可以的，只要能够对光斑形状是等比例放大即可。光检测器5由光阑3和光探测器4组合而成，光阑3为中间开有长方形狭缝的遮光板，该狭缝的宽度要大于引起激光束衍射的宽度并且小于扩束后的激光束高度的十分之一，光阑3可以离开光探测器一段距离设置，也可以与光探测器4设置在一起，由此形成一个整体结构，光探测器的形状也是一个长方形，是一个二维结构，该长方形的大小不小于光阑3上的长方形狭缝的大小。光阑3位于光探测器4前方，光阑3和光探测器4被安装到同一个可移动的支架上，光阑3和光探测器之间的相对位置不可移动。这样，沿着光路依次设置为激光器，扩束器，光阑和光探测器。
[0012]下面对于本发明的工作原理及过程进行简单说明。激光器发出的激光束经过扩束器的等比例扩束后，相当于激光原来小光斑的激光束变为了大光斑的激光束，然后使用光阑只截取扩束后光束的一部分，光探测器接收的仅仅是这一小部分，然后，通过支架自下而上或者自上而下的移动，完成整个扩束后激光束的扫描，由于限定了光阑中间狭缝的宽度要大于引起衍射的宽度，所以光探测器所检测到的光斑形状不会由于衍射的发生而发生变形，并且，由于限定了狭缝的宽度要小于扩束后光斑高度的十分之一，不仅可以将光探测器做得很小，并且可以提高扫描精度，实现光斑形状的精确采集，这就达到了降低成本的同时提高测量精度的要求。
【主权项】
1.一种光斑形状检测装置，其特征在于:包括沿光路依次设置的激光器，扩束器，光阑和光探测器，扩束器对激光器发出的激光束进行各方向上等比例扩束，所述光阑的中央设置有长方形狭缝，所述狭缝的宽度大于引起激光器衍射的宽度，所述光探测器为二维长方形结构，其大小不小于长方形狭缝的大小，所述光阑和光探测器设置在可移动的支架上，光阑和光探测器的相对位置不会发生变化，通过支架的移动完成对扩束后激光束的扫描。2.根据权利要求1所述的光斑形状检索装置，其特征在于:所述光阑设置在光探测器上，所述光探测器设置在所述支架上。3.根据权利要求1所述的光斑形状检测装置，其特征在于:所述光阑和所述光探测器间隔开设置在所述支架上。4.根据权利要求1所述的光斑形状检测装置，其特征在于:所述长方形狭缝的宽度小于扩束后光斑高度的十分之一。5.一种利用权利要求1-4中任一的装置进行激光束光斑形状检测的方法，其特征在于，通过上下或者左右移动所述支架，完成对扩束后激光束的扫描，然后根据扫描结果拼接出扩束后光斑形状，再根据扩束器的扩束比例对拼接出的光斑进行各方向的等比例缩小。
【专利摘要】一种光斑形状检测装置，包括沿光路依次设置的激光器，扩束器，光阑和光探测器，扩束器对激光器发出的激光束进行各方向上等比例扩束，所述光阑的中央设置有长方形狭缝，所述狭缝的宽度大于引起激光器衍射的宽度，所述光探测器为二维长方形结构，其大小不小于长方形狭缝的大小，所述光阑和光探测器设置在可移动的支架上，光阑和光探测器的相对位置不会发生变化，通过支架的移动完成对扩束后激光束的扫描。
【IPC分类】G01B11/00
【公开号】CN105241383
【申请号】CN201510733621
【发明人】任芝, 陈丽, 陈杰
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月26日