专利名称：高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光电探测领域，具体涉及一种高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置。
背景技术：
高重频脉冲激光具有峰值功率强、重频高、脉宽窄等优点，随着激光器技术的不断发展，高重频脉冲激光器越来越广泛的应用于工业、医疗和科研等领域，在其应用过程中，常常需要对其光束指向进行精确测量。当被测光源的光束入射到光斑位置检测器件的光敏面时，光斑位置检测器件的输出信号为多路电信号，各信号电极的电信号强度与光斑质心在探测器光敏面上的位置有关，通过对此电信号进行处理，可以确定入射光斑在光敏面上的位置。如图1所示，被测光源I发出的光束经由光束取样镜2分离出部分采样光，采样光被聚焦系统3会聚到光斑位置检测器件4的光敏面上。此时，光斑位置检测器件测量得到光斑位置，进而由位置信息和聚焦系统焦距计算得到被测光束指向。一般情况下，光斑位置检测器件4接收到的光斑强度和尺寸要满足器件性能要求。随着技术的不断进步，高重频脉冲激光器的频率越来越高，脉宽越来越窄，从而对光斑位置检测器件信号处理采样率要求越来越高，很难实现对高重频短脉冲光束的直接测量。因此，市场在售的光斑位置检测器件通常被用于连续或准连续光的位置测量，而对于IOkHz以上的纳秒级乃至皮秒级短脉冲激光，则没有可实施的低成本方案。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置，该装置解决了光斑位置检测器件数据采集系统采样率不能满足调制频率高、脉宽窄的高重频脉冲激光测量需求的问题，具有易组成，成本合理，可用于象限探测器和PSD等多种光斑位置检测器件的信号处理系统中的特点。本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置，该装置包括:光斑位置检测器件、I/V转换电路和运放电路，还包括低通滤波器电路；光斑位置检测器件将高重频脉冲激光信号转换成高重频脉冲电流信号后发送至I/V转换电路；I/V转换电路将高重频脉冲电流信号转换为高重频脉冲电压信号后发送至低通滤波器电路；低通滤波器电路将高重频脉冲电压信号转换成直流电压信号后发送至运放电路；运放电路通过对直流电压信号的放大和计算得到高重频脉冲光位置信息。本发明的有益效果是:本发明降低了高重频窄脉宽激光测量过程中的数据采集难度，极大的降低光斑位置检测器件数据采集系统开发的难度和成本，其易组成、成本合理，具有良好的经济价值。
图1现有技术中光束指向测量方案原理示意图。图2本发明高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置的结构示意图。图中:1、被测光源，2、光束取样镜，3、聚焦系统，4、光斑位置检测器件，5、I/V转换电路，6、低通滤波器电路和7、运放电路。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。如图2所示，高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置，该装置包括光斑位置检测器件4、I/V转换电路5、低通滤波器电路6和运放电路7 ;光斑位置检测器件4将高重频脉冲激光信号转换成高重频脉冲电流信号后发送至I/V转换电路5 ；I/V转换电路5将高重频脉冲电流信号转换为高重频脉冲电压信号后发送至低通滤波器电路6 ;低通滤波器电路6将高重频脉冲电压信号转换成直流电压信号后发送至运放电路7 ;运放电路7通过对直流电压信号的放大和计算得到高重频脉冲光位置信息。光斑位置检测器件4主要有象限光电探测器及位置敏感探测器等。低通滤波器电路6可以通过简单的LRC电路实现，信号频率较低时，电容会阻止低频信号通过；信号频率较高时，电容可视为短路，允许高频信号通过。这个滤波器的截止频率由电阻和电容的大小决定，运放电路7的功能是通过对光斑位置检测器件输出的多路电信号进行和差比伏运放，从而得到随光斑位置变化而接近线性变化的两路电压信号，这两路电压信号可以拟合为在二维X，Y方向上的光斑位置。以四象限探测器或者位置敏感探测器(PSD)为例，它们输出四路电信号，典型的运算公式为Vx= (A+B) - (C+D) / (A+B+C+D) ; Vy= (A+D) - (B+C) /(A+B+C+D)。其中A，B，C，D为探测器输出的四路电信号。
权利要求
1.高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置，该装置包括光斑位置检测器件、I/V转换电路和运放电路，其特征在于，还包括低通滤波器电路；所述光斑位置检测器件将高重频脉冲激光信号转换成高重频脉冲电流信号后发送至I/V转换电路；所述I/V转换电路将高重频脉冲电流信号转换为高重频脉冲电压信号后发送至低通滤波器电路；所述低通滤波器电路将高重频脉冲电压信号转换成直流电压信号后发送至运放电路；所述运放电路通过对直流电压信号的放大和计算得到高重频脉冲光位置信息。
全文摘要
高重频脉冲激光的光斑位置检测器件的数据采集装置属于光电探测领域，该装置包括光斑位置检测器件、I/V转换电路和运放电路，还包括低通滤波器电路；光斑位置检测器件将高重频脉冲激光信号转换成高重频脉冲电流信号后发送至I/V转换电路；I/V转换电路将高重频脉冲电流信号转换为高重频脉冲电压信号后发送至低通滤波器电路；低通滤波器电路将高重频脉冲电压信号转换成直流电压信号后发送至运放电路；运放电路通过对直流电压信号的放大和计算得到高重频脉冲光位置信息。本发明降低了测量过程中的数据采集难度，降低开发的难度和成本，其易组成、成本合理，具有良好的经济价值。
文档编号G01B11/00GK103148780SQ201310037250
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者姜振华, 王挺峰, 郭劲 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所