专利名称：激光能量均匀分布装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光测量，特别是一种激光能量均匀分布装置。
背景技术：
在光学元件、材料的激光损伤阈值测试过程中，需要知道激光打在被测样品上的光斑面积。但是由于在一般情况下，激光光束的能量空间分布是不均匀的。只有在能量完全均匀分布的情况下，计算激光光斑的几何面积才是有效的。
目前测量面积采用的是光楔法，即借助于尖劈的多次反射，将激光束分成多束，即传播方向不同，但能量分布比例不变而强度变化可知的子光束，在场图纸上打出一列损伤斑点。经数据处理后测出有效面积。
上述方法存在的问题主要是即使是对高斯型或近高斯型的具有对称空间分布的激光光束，测量时由于光斑的边缘比较模糊，准确测定也很麻烦，误差比较大。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种激光光束均匀化装置，使得能量呈高斯型分布的激光光束经过这一装置后，激光光斑的能量分布达到均匀化，没有明显的峰值能量分布。这样就可用简单的方法计算激光光斑的几何面积。
本实用新型的技术解决方案是一种激光能量均匀分布装置，其特征在于它是一块加工而成的园柱和四棱锥的组合棱镜，每块四棱锥的劈角为7-12度。
所述的劈角为10度，在与棱镜的距离为光束口径的1.1倍的地方获取激光光斑时，该激光光斑的能量分布最均匀。
当一具有激光能量呈高斯分布Aexp(-2r2/a2)的激光光束从圆形平面正入射并由四面棱镜出射时，该高斯光束被四面棱镜分割为四个子光束，每个子光束的横截面的形状为四分之一个圆。这样的四个子光束沿四面棱镜的光轴方向折射后，重新组合成一个方形的激光光斑。这样重新组合而成的激光光斑的能量空间分布的均匀性得到很大的改善，几乎呈平顶状分布。改变四面棱镜与激光光斑之间的距离，方形激光光斑的面积和能量分布的均匀性也随之改变。实验发现，当四面棱镜与激光光斑之间的距离与光束口径之比为1.1时，光斑强度分布均匀性最好。
在方形激光光斑的任意点(x，y)的强度分布I(x，y)为I(x,y)=Aexp(-2x2+y2a2)+Aexp(-2x2+(y-l)2a2)]]>+Aexp(-2(x-l)2+(y-l)2a2)+Aexp(-2+(x-l)2+y2a2)]]>其中(x2+y2＝r2)本实用新型的优点本实用新型激光能量均匀分布装置后，使原来呈高斯分布的激光束经过此四面棱镜后，在距此棱镜某一距离上，激光束的横截面能量分布呈平顶均匀分布。这为光学元件的激光损伤阈值测试提供了很大的方便。只要直接测量被测样品上的激光光斑的几何面积就可以了。不需测量光斑的有效面积。
图1为本实用新型激光能量均匀分布装置示意图。
图2为光路示意图。
具体实施方式
本实用新型激光能量均匀分布装置实施例的结构如图1所示，它是一块加工而成的园柱和四棱锥的组合棱镜1，该组合的四面棱镜用石英玻璃做成，尺寸为φ15mm。楔角为10度。当能量分布呈高斯状的激光束2垂直入射到该组合的四面棱镜1上时(激光束的光轴与四面棱镜的光轴重合)，如图2所示，被分解成四个子光束。每个子光束的横截面形状为一个圆形的四分之一，呈扇形。在四面棱镜1后的某一距离上组合为一个能量均匀分布的激光方形光斑3，该光斑的均匀性达3％左右。
权利要求1.一种激光能量均匀分布装置，其特征在于它是一块加工而成的园柱(11)和四棱锥(12)的组合棱镜，每块棱锥(12)的劈角为7-12度。
2.根据权利要求1所述的激光能量均匀分布装置，其特征在于所述的劈角为10度，在与棱镜(1)的距离为光束口径的1.1倍的地方获取激光光斑(3)，该激光光斑(3)的能量分布最均匀。
专利摘要一种激光能量均匀分布装置，其特征在于它是一块加工而成的圆柱和四棱锥的组合棱镜，每块棱锥的劈角为7－12度。当所述的劈角为10度，在与棱镜的距离为光束口径的1.1倍的地方获取激光光斑时，该激光光斑的能量分布的均匀性达3％左右。
文档编号G02B27/12GK2655271SQ0321077
公开日2004年11月10日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者杨镜新 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所