专利名称：一种高分辨率靶斑仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光参数诊断领域，具体涉及一种用于探测激光光斑分布的高分辨率 靶斑仪，适用于大光斑分布测量。
背景技术：
在激光器研制过程中，需要获得整个激光光斑分布，对于大光斑分布测量目前最常见 的方法包括两种第一种用衰减器对光强进行衰减，然后对光斑进行縮束，再用CCD测量 整个光斑分布；第二种方法就是直接采用靶斑仪测量激光分布。CCD测量光斑分布的最大 优点是分辨率高，但由于CCD光敏面比较小，在测量大光斑时必须縮束，使系统较为庞大 ，使用也较为繁琐。耙斑仪采用若干分立式探测单元规则排列，来探测激光束空间强度分 布，靶斑仪将激光衰减、取样和采集集成在一起，因此系统比较紧凑，使用也很便捷，但 分辨率与CCD相比低得多。如果要提高靶斑仪的分辨率，通常采用增加探测器数量的方法 ，但由于对分辨率要求越来越高，光电探测器的数量也急剧增加，而靶头空间有限，无法 再安装更多的光电探测器，从而限制了靶斑仪分辨率的提高。要解决这一难题，最直接的 一种方式就是减小光电探测器的尺寸或者是将其集成在一起，但由于探测器尺寸可縮小的 余地已经相当有限，而集成的难度更大，费用也非常高，性价比极低。
发明内容
为了克服现有靶斑仪分辨率受到靶头空间限制的不足，本实用新型提供一种高分辨率 靶斑仪。本实用新型的高分辨率靶斑仪可以有效的扩展靶头空间，从而达到提高靶斑仪分 辨率的效果。
一种高分辨率靶斑仪，其特点是，所述的靶斑仪含有靶头A和靶头B、分光镜、同步电 路模块、计算机；其中靶头A和靶头B中分别包括衰减取样器、光电探测器、光电探测器固 定板、数据采集电路板和电源；在靶头A中，衰减取样器位于靶头最前端，衰减取样器依 次与光电探测器固定板和数据采集电路板相连，光电探测器焊接设置在光电探测器固定板 前端面上，光电探测器通过数据线与数据采集电路板相连，电源设置在靶头后端外壳上， 电源与数据采集电路板电连接。靶头B与所述的靶头A的基本结构相同。通过镜框固定在底 板上的分光镜设置在靶头A和靶头B之间，分光镜与靶头A、靶头B之间的夹角为O。 90° ，分光镜中心和耙头A中心、耙头B中心之间的连线分别与耙头A耙面和耙头B耙面垂直，同步电路模块通过数据控制线缆分别与靶头A、靶头B以及计算机相连；
耙头B的光电探测器设置在耙头A上对应的两个探测器连线的中点位置。 所述的分光镜与靶头A和靶头B之间均为45。设置。 所述的分光镜的分光比为l:l，分光镜的使用角度为45。。
本实用新型中的耙头A和耙头B采用模块化设计，均可独立完成光斑的采集工作，但分 辨率与两耙同时工作相比低许多。当两耙同时工作时，同步电路可以协调两耙同步采集， 信号经电路处理后输入到计算机中，计算机中的采集软件再将其融合成同一光斑的分布图 。由于光电传感器可以安装在两个同时工作的耙头上，传感器的设置空间将大大增加，从 而可达到比单独使用靶头A和靶头B分辨率提高大约一倍的效果。
本实用新型通过改进靶头结构，大大提高了靶斑仪分辨率，从而进一步提高了激光近 场和远场光斑诊断能力，为整个激光系统性能的提高和改进提供坚实的基础。本实用新型 结构简单，性价比较高。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图l为本实用新型的高分辨率靶斑仪结构示意图。
图2为本实用新型的高分辨率靶斑仪中靶头A的结构示意图。
图3为本实用新型的高分辨率靶斑仪中靶头A和靶头B上光电传感器在同 一靶面上叠加 后的分布示意图。
图4为本实用新型的激光光斑位置发生平移时，两靶头上光斑位置关系示意图。 图中，l.靶头A 2.靶头B 3.分光镜4.同步电路模块 5.计算机 6.数据控制线缆9.螺杆IO.衰减取样器 ll.光电探测器固定板 12.数据采集电路板13.光电探测器14.数据线 15.被测激光。
具体实施方式
图1中，本实用新型的一种高分辨率靶斑仪含有靶头、分光镜3、同步电路模块4、计 算机5。其中，将耙头设置为A、 B两部分，即耙头A1和耙头B2。耙头A1与耙头B2的基本结 构相同，靶头A1和靶头B2中均含有衰减取样器、光电探测器、光电探测器固定板、数据采 集电路板和电源。不同之处是耙头B2上的光电探测器设置在耙头A1上对应的两个探测器连 线的中点位置。耙头A1和耙头B2两耙头采用模块化设计，均可独立完成光斑的采集工作。 耙头A1和耙头B2设置在底板上，分光镜3通过镜框设置在底板上，分光镜3设置在耙头A1和 靶头B2之间，分光镜与靶头A1、靶头B2之间的夹角为均45。，且分光镜3中心和靶头A1中心、耙头B2中心之间的连线分别与耙头A1耙面和耙头B2耙面垂直。同步电路模块4固定在 底板上，并且通过数据控制线缆6与靶头A1和靶头B2以及计算机5相连。分光镜3的分光比 为l:l，便于采集软件对图像进行融合，同时可保证靶头A1和靶头B2上的功率密度大致相 当，使靶头A1和靶头B2均能够发挥出最大效能。分光镜3的使用角度为45。，可保证激光 入射角为45。时，反射光和透射光均能够垂直入射到靶头A1和靶头B2上。固定分光镜的底 板可微调俯仰并能在水平方向轻微转动，达到调整激光入射角的目的。靶头A1和靶头B2上 的数据采集电路板12的电路采集模块均采用DSP芯片控制，可同步工作，由于采集通道较 多，所以其数据均通过网口进行传输。计算机5上运行的采集软件在获取同步电路模块4发 送的数据以后，计算出靶头A1和靶头B2上每个通道的功率值及总能量值，然后按照其对应 的光斑上的位置将融合到同一光斑上，这样就可以得到每一帧光斑分布图，进而得到整个 光斑的动态分布图。
图2为本实用新型的高分辨率靶斑仪中靶头A的结构示意图，靶头A和靶头B的基本结构 相同。图2中，衰减取样器10中设置有多个取样孔，取样孔的位置与光电探测器13的位置 相对应。衰减取样器10位于靶头最前端，衰减取样器10通过螺杆9依次与光电探测器固定 板11和数据采集电路板12相连，光电探测器13焊接在光电探测器固定板11前端面上，光电 探测器13通过数据线14与数据采集电路板12相连，电源设置在耙头后端外壳上，电源与数 据采集电路板12电连接。
图3中，实心小圆为靶头A1上光电探测器分布图，空心小圆为靶头B2上对应位置光电 探测器分布图。耙头A1和耙头B2的耙面形状和大小完全相同，耙头B2上的光电探测器设置 在耙头A1上对应的两个探测器连线的中点位置。
图4中，实线为光斑移动前的位置，虚线为水平移动后的位置，被测激光15以45。入 射角入射到分光镜3上，反射光和透射光分别入射到靶头B2和靶头A1上，且反射光和透射 光分别与靶头B2和靶头A1靶面垂直，当光斑抖动造成平移后，由几何关系可以得出靶头A1 和耙头B2上光斑移动的距离相同，光斑在耙头A1和耙头B2上的对应关系不变，不影响光斑 融合后的效果。
权利要求1.一种高分辨率靶斑仪，其特征在于所述的靶斑仪含有靶头A和靶头B、分光镜、同步电路模块、计算机；其中靶头A和靶头B中分别包括衰减取样器、光电探测器、光电探测器固定板、数据采集电路板和电源；在靶头A中，衰减取样器位于靶头最前端，衰减取样器依次与光电探测器固定板和数据采集电路板相连，光电探测器焊接设置在光电探测器固定板前端面上，光电探测器通过数据线与数据采集电路板相连，电源设置在靶头后端外壳上，电源与数据采集电路板电连接靶头B与所述的靶头A的基本结构相同；通过镜框固定在底板上的分光镜设置在靶头A和靶头B之间，分光镜与靶头A、靶头B之间的夹角为0°～90°，分光镜中心和靶头A中心、靶头B中心之间的连线分别与靶头A靶面和靶头B靶面垂直，同步电路模块通过数据控制线缆分别与靶头A、靶头B以及计算机相连；靶头B的光电探测器设置在靶头A上对应的两个探测器连线的中点位置。
2.根据权利要求l所述的高分辨率靶斑仪，其特征在于所述的分光 镜与靶头A和靶头B之间均为45。设置。
3.根据权利要求l所述的高分辨率靶斑仪，其特征在于所述的分光 镜的分光比为l:l，分光镜的使用角度为45。。
专利摘要本实用新型提供了一种高分辨率靶斑仪，所述靶斑仪含有靶头A、靶头B、分光镜、同步电路模块、计算机。其中靶头A和靶头B中分别包括衰减取样器、光电探测器、光电探测器固定板、数据采集电路板和电源。靶头B上光电探测器位于与靶头A上对应的两个探测器连线中点位置。靶头A和靶头B设置在底板上，分光镜设置在靶头A和靶头B之间，分光镜与靶头A和靶头B均成45°设置，且分光镜中心和靶头A中心、靶头B中心之间的连线分别与靶头A靶面和靶头B靶面垂直。同步电路模块固定在底板上，通过数据控制线缆与靶头A和靶头B以及计算机相连。本实用新型可以有效的扩展靶头空间，从而达到提高靶斑仪分辨率的效果。本实用新型结构简单，性价比较高。
文档编号G01J1/02GK201413192SQ20092030403
公开日2010年2月24日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者何均章, 关有光, 山 周, 高学燕, 魏继锋 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所