一种基于热电堆的激光功率测量方法

1.本技术涉及参数测量技术领域，特别是涉及一种基于热电堆的激光功率测量方法。


背景技术：

2.随着科技的不断发展，人们开发出了激光在不同领域的各种不同的用途，被用于不同用途的激光的功率也有所不同。激光的其中一种用途是对金属等材质的局部进行熔化，而利用激光对金属等材质的局部进行熔化需要较大的激光功率。
3.现有技术使用如下方法对激光的功率进行测量，利用激光照射热电堆，受到激光照射的热电堆温度升高，在等待一段时间后热电堆的温度达到最高值且保持稳定，利用温度最高值得到激光的功率值。但是使用现有技术对激光的功率进行测量需要等待较长的时间。
4.为此，如何快速的测量激光的功率成为了本领域技术人员急于解决的问题。


技术实现要素：

5.基于上述问题，本技术提供了一种基于热电堆的激光功率测量方法以解决现有技术测量激光功率速度慢的问题。
6.本技术公开了一种基于热电堆的激光功率测量方法，所述方法包括：
7.获取热电堆的初始温度；
8.获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度；
9.获取所述激光照射所述热电堆第二时间后所述热电堆的第二温度；
10.利用所述初始温度、所述第一温度和所述第二温度得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度；
11.利用所述最高温度得到所述激光的功率。
12.可选的，所述获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度前进一步包括：
13.获取待测激光的功率范围；
14.判断所述待测激光功率范围的最大值是否小于阈值；
15.若所述待测激光功率范围的最大值小于阈值，则将所述待测激光的功率放大预设的倍数；
16.将功率放大预设倍数的所述待测激光作为所述激光执行所述获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度的步骤。
17.可选的，所述利用所述初始温度、所述第一温度和所述第二温度得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度包括：
18.将所述第一温度与所述初始温度的差值作为第一差值；
19.将所述第二温度与所述第一温度的差值作为第二差值；
20.利用所述第一差值和所述第二差值得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
21.可选的，所述基于热电堆的激光功率测量方法进一步包括：
22.根据所述第一差值和所述第二差值拟合温度函数；
23.所述利用所述第一差值和所述第二差值得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度包括：
24.利用所述温度函数得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
25.可选的，所述基于热电堆的激光功率测量方法进一步包括：
26.获取所述热电堆对应的激光光谱宽度范围；
27.判断所述激光的光谱宽度是否在所述热电堆对应的激光光谱宽度范围内；
28.若在，则执行所述获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度的步骤。
29.本技术还提供了一种基于热电堆的激光功率测量装置，装置包括：
30.初始温度获取模块，用于获取热电堆的初始温度；
31.第一温度获取模块，用于获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度；
32.第二温度获取模块，用于获取所述激光照射所述热电堆第二时间后所述热电堆的第二温度；
33.最高温度计算模块，利用所述初始温度、所述第一温度和所述第二温度得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度；
34.功率转化模块，利用所述最高温度得到所述激光的功率。
35.可选的，所述基于热电堆的激光功率测量装置进一步包括：
36.判断模块，判断所述待测激光功率范围的最大值是否小于阈值；
37.功率放大模块，若所述待测激光功率范围的最大值小于阈值，则将所述待测激光的功率放大预设的倍数；
38.将功率放大预设倍数的所述待测激光作为所述激光执行所述获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度的步骤。
39.可选的，所述最高温度计算模块包括：
40.第一差值计算单元，将所述第一温度与所述初始温度的差值作为第一差值；
41.第二差值计算单元，将所述第二温度与所述第一温度的差值作为第二差值；
42.最高温度获取单元，利用所述第一差值和所述第二差值得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
43.可选的，所述最高温度计算模块包括：
44.拟合单元，根据所述第一差值和所述第二差值拟合温度函数。
45.所述最高温度获取单元具体用于，利用所述温度函数得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
46.本技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中：
47.所述存储器，用于保存计算机程序；
48.所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现上述基于热电堆的激光功率测量
方法。
49.本技术还提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于热电堆的激光功率测量方法。
50.相较于现有技术，本技术具有以下有益效果：
51.本技术通过获取热电堆的初始温度，激光照射热电堆第一时间后热电堆的第一温度和激光照射热电堆第二时间后热电堆的第二温度这三个温度，并利用三个温度得到热电堆所能达到的最高温度，并利用最高温度得到激光的功率。本技术提供的方法不需要等待激光照射热电堆，使热电堆达到最高温度，而是利用热电堆的初始温度和激光照射热电堆一段时间后的两个温度值得到最高温度值，与现有技术相比减少了测量激光功率所需的时间。
附图说明
52.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
53.图1为本技术提供的一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图；
54.图2为本技术提供的另一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图；
55.图3为本技术提供的又一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图；
56.图4为本技术提供的一种基于热电堆的激光功率测量装置的结构示意图。
具体实施方式
57.正如前文描述，目前的对激光功率进行测量的方式一般利用激光照射热电堆，受到激光照射的热电堆温度升高，在等待一段时间后热电堆的温度达到最高值且保持稳定，利用温度最高值得到激光的功率值。但是使用现有技术对激光的功率进行测量需要等待较长的时间。
58.经过研究发现，激光照射热电堆使后热电堆的温度达到最高值且保持稳定的过程需要较长的时间，这个时间往往是分钟的量级。在激光照射热电堆使热电堆温度升高的过程中，热电堆的温度随时间的变化是存在一定规律的，利用热电堆的初始温度，激光照射热电堆第一时间后热电堆的第一温度和激光照射热电堆第二时间后热电堆的第二温度这三个温度值结合规律就可以得到激光照射热电堆使热电堆达到的最高温度，利用最高温度值得到激光的功率。通过这样的方式减少了测量激光功率所需的时间。
59.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
60.可以理解的是，该方法可以应用于处理设备上，该处理设备为可以进行数据处理的处理设备，例如可以进行数据处理的终端设备或服务器。该方法可以通过终端设备或服务器独立执行，也可以应用于终端设备和服务器通信的网络场景，通过终端设备和服务器
配合执行。其中，终端设备可以为计算机、手机等设备。服务器可以理解为是应用服务器，也可以为web服务器，在实际部署时，该服务器可以为独立服务器，也可以为集群服务器。
61.图1为本技术提供的一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图，所述方法包括以下步骤：
62.s101：获取热电堆的初始温度。
63.热电堆是热释电红外线传感器的一种，是由热电偶构成的一种器件。热释电红外线传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器。主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等材料制成的探测元件。
64.热电堆的温度可能会随着热电堆所处环境温度的不同而不同，处理设备可以获取用于激光功率测量的热电堆在测量环境下的初始温度。
65.s102：获取激光照射热电堆第一时间后热电堆的第一温度。
66.激光，英文名light amplification by stimulated emission of radiation。激光是一种原子受激辐射发出的光。原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级，再从高能级回落到低能级的时候，所释放的能量以光子的形式放出。
67.利用激光照射热电堆可以使激光的光能转化为热能，热电堆的温度会随着照射时间的增加而增加。这里选择的第一时间是激光照射热电堆的时间，这个第一时间可以是处理设备预先设定好的，也可以是根据激光和热电堆的不同人为选择的，也可以是通过其他方式确定的第一时间，都应该属于本技术保护的范围。第一时间可以是任意的时间，但是一般以秒为量级。在实际应用的场景一般第一时间选择为一秒。
68.在激光照射热电堆第一时间后，处理设备获取热电堆的第一温度。
69.s103：获取激光照射热电堆第二时间后热电堆的第二温度。
70.这里的第二时间同样是激光照射热电堆的时间，这个第二时间可以是与第一时间不同的任意时间。例如第一时间选择了1s，则第二时间可以选择0.5s或者2s，当然也可以是其他的任意时间，都应该属于本技术的保护范围。在实际应用的场景中，一般第一时间选择1s，第二时间选择2s。
71.在激光照射热电堆第二时间后，处理设备获取热电堆的第二温度。
72.s104：利用初始温度、第一温度和第二温度得到激光照射热电堆使热电堆达到的最高温度。
73.处理设备可以将初始温度与第一温度的差值作为第一差值，将第一温度与第二温度的差值作为第二差值。处理设备将第一差值和第二差值拟合为一个温度函数，处理设备可以利用这个温度函数得到激光照射热电堆使热电堆达到的最高温度。
74.s105：利用最高温度得到激光的功率。
75.最高温度是激光照射热电堆得到的最高温度，处理设备可以将最高温度转化为激光的功率。
76.上述基于热电堆的激光功率测量方法考虑到热电堆的初始温度对激光测量的影响，获取了热电堆在测量环境下的初始温度，提高了功率测量的准确性。通过获取激光照射热电堆两个不同时间后对应的两个温度和初始温度得到激光照射热电堆使热电堆达到的最高温度，与现有技术相比减少了测量激光功率所需的时间。
77.激光照射热电堆使热电堆温度变化的程度与激光的功率有关，激光功率越大，激
光照射热电堆使热电堆温度的变化越明显。而对一些激光照射热电堆使热电堆温度的变化较小的激光的测量会相对困难。
78.为此本技术提供了另一种基于热电堆的激光功率测量方法，图2为本技术提供的另一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图，所述方法包括以下步骤：
79.s201：获取待测激光的功率范围。
80.在测量激光的功率之前，处理设备获取待测激光的功率范围，这个功率范围是对待测激光功率的一个预估。激光的功率范围和发出激光的设备有关，处理设备可以利用发出激光的设备得到待测激光的功率范围。待测激光的功率范围与待测激光实际的功率值有关。例如一束激光的实际功率为443w，结合发出激光的设备得到这束激光的功率范围可能是400w到500w；如果一束激光的实际功率为4100w，结合发出激光的设备得到这束激光的功率范围可能为4000w到5000w。
81.s202：判断待测激光功率范围的最大值是否小于阈值。
82.在处理设备得到了待测激光的功率范围后，处理设备可以判断功率范围的最大值与阈值的大小关系，阈值可以是人为设定的任意功率值。例如处理设备得到一束激光的功率范围是400w到500w，而阈值为600w，处理设备可以判断这束激光功率范围的最大值，也就是500w和阈值600w的大小关系。
83.s203：若待测激光功率范围的最大值小于阈值，则将待测激光的功率放大预设的倍数。
84.同样使用s202中的例子，如果处理设备判断出待测激光功率范围的最大值小于阈值，即500w小于600w，则处理设备需要对待测激光的功率进行放大，放大的倍数是预设好的任意倍数如100倍，1000倍等。
85.s204：若待测激光功率范围的最大值不小于阈值，则将待测激光作为激光执行s102。
86.s205：将功率放大预设倍数的待测激光作为激光执行s102。
87.本技术提供的另一种基于热电堆的激光功率测量方法考虑到实际应用过程中待测激光功率的差距，如果待测激光功率较小，则将待测激光的功率放大预设的倍数，对放大预设倍数的待测激光进行测量，最后得到的功率值只需进行对应放大倍数的缩小即可得到待测激光的功率值，可以更简单的测量较小的激光功率。
88.考虑到实际应用的情况，本技术还提供了又一种基于热电堆的激光功率测量方法，图3为本技术提供的又一种基于热电堆的激光功率测量方法流程图，所述方法包括以下步骤：
89.s301：获取热电堆的初始温度。
90.s302：获取热电堆对应的激光光谱宽度范围。
91.激光光谱是激光按波长或频率大小而依次排列的图案。处理设备获取热电堆对应的激光光谱宽度范围，在所述激光光谱宽度范围内的激光可以使用对应的热电堆可以达到最佳的测量效果。一般热电堆对应的激光光谱宽度范围是1微米到10微米之间。
92.s303：判断激光的光谱宽度是否在热电堆对应的激光光谱宽度范围内。
93.处理设备判断激光的光谱宽度是否在热电堆对应的激光光谱宽度范围内，如果不在则执行s304，如果在则执行s305。
94.s304：更换热电堆。
95.如果处理设备判断到激光的光谱宽度不在热电堆对应的激光光谱宽度范围内，则可以将热电堆更换为其他的与待测激光匹配的热释电红外线传感器或其他的测量仪器，使用更换后的测量设备执行s302的操作。
96.s305：获取待测激光的功率范围。
97.这里以激光a为例，发出激光a的设备可以发射功率为400w-500w的激光，则激光a的功率范围为400w-500w。
98.s306：判断待测激光功率范围的最大值是否小于阈值。
99.设定好的阈值为600w，处理设备判断激光a的功率范围的最大值500w小于阈值600w，执行s306。在其他的情况中，若处理设备判断待测激光的功率范围的最大值小于阈值时则将待测激光作为照射热电堆的激光执行s308。
100.s307：将待测激光的功率放大预设的倍数。
101.这里选取预设的倍数可以是100倍，处理设备将激光a的功率放大100倍，将的功率放大100倍的激光a作为照射热电堆的激光执行s308。
102.s308：获取激光照射热电堆第一时间后热电堆的第一温度。
103.这里的第一时间选择1s，即功率放大100倍的激光a照射热电堆1s后处理设备获取热电堆的第一温度。
104.s309：获取激光照射热电堆第二时间后热电堆的第二温度。
105.这里的第二时间选择2s，即功率放大100倍的激光a照射热电堆2s后处理设备获取热电堆的第二温度。
106.s310：利用初始温度、第一温度和第二温度得到激光照射热电堆使热电堆达到的最高温度。
107.s311：利用最高温度得到激光的功率。
108.这里的最高温度对应的功率是激光a功率的100倍，例如利用最高温度转化得到的功率为4430w，则需要将4430w缩小为原来的100/1，缩小后得到的443w为激光a的功率。
109.图4为本技术提供的一种基于热电堆的激光功率测量装置的结构示意图，所述基于热电堆的激光功率测量装置包括：
110.初始温度获取模块401，用于获取热电堆的初始温度；
111.第一温度获取模块402，用于获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度；
112.第二温度获取模块403，用于获取所述激光照射所述热电堆第二时间后所述热电堆的第二温度；
113.最高温度计算模块404，利用所述初始温度、所述第一温度和所述第二温度得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度；
114.功率转化模块405，利用所述最高温度得到所述激光的功率。
115.所述基于热电堆的激光功率测量装置还可以包括以下模块：
116.判断模块，判断所述待测激光功率范围的最大值是否小于阈值；
117.功率放大模块，若所述待测激光功率范围的最大值小于阈值，则将所述待测激光的功率放大预设的倍数；
118.将功率放大预设倍数的所述待测激光作为所述激光执行所述获取激光照射所述热电堆第一时间后所述热电堆的第一温度的步骤。
119.所述最高温度计算模块还可以包括以下单元：
120.第一差值计算单元，将所述第一温度与所述初始温度的差值作为第一差值；
121.第二差值计算单元，将所述第二温度与所述第一温度的差值作为第二差值；
122.最高温度获取单元，利用所述第一差值和所述第二差值得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
123.所述最高温度计算模块还可以包括以下单元：
124.拟合单元，根据所述第一差值和所述第二差值拟合温度函数。
125.所述最高温度获取单元具体用于，利用所述温度函数得到所述激光照射所述热电堆使所述热电堆达到的最高温度。
126.在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。
127.计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
128.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
129.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
130.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
131.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为
分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元提示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
132.以上所述，仅为本技术的一种具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。