一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计的制作方法

本发明属于激光参数测量，涉及激光功率测量技术，尤其是大功率激光测量，适用于数百瓦到数十kw大功率激光束功率的快速测量。

背景技术：

1、大功率激光一般是输出连续功率在百瓦以上的激光，随着技术的发展，目前大功率激光器被广泛应用于科研和工业产生等领域，其市场呈爆发式增长。

2、输出功率作为大功率激光器的主要参数，在研制、生产和使用过程中都需要对其进行准确测量。目前测量大功率激光器输出功率的激光功率计普遍采用量热法，通过吸收腔吸收入射激光将光能转换为热能，通过测量吸收腔的温度变化来计算入射激光功率。量热法激光功率计存在响应时间慢的问题，从开始测量到示值稳定，通常时间在数十秒以上，无法用于输出功率的快速测量。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种基于散射光测量的大功率激光功率计，可以实现大功率激光器输出功率的快速测量，响应时间可达微秒到秒级。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，包括高透过率平面透镜、光电探测器、光阱和数据处理模块。光电探测器和数据处理模块之间采用数据线连接，其余部分为光路部分。

4、待测激光束穿过所述高透过率平面透镜，少部分散射光从所述平面透镜侧面出射，并被环绕所述高透过率平面透镜的光电探测器接收，其余大部分透射的残余激光被光阱吸收。所述光电探测器将散射光信号转换为电信号，数据处理模块对电信号进行处理并计算出待测激光束的功率。

5、所述高透过率平面透镜选用低吸收率玻璃，前后表面可针对待测光束波段镀相应的增透膜。其作用为将少部分待测激光散射进侧面环绕的所述光电探测器。所述高透过率平面透镜的侧面加工成光滑的镜面，从而有利于所述散射光从侧面透射出来。

6、所述光阱可采用v型腔结构、圆锥腔结构或基于反射锥扩束的吸收腔结构等。其作用是吸收透过平面透镜的残余激光。

7、所述光电探测器的响应波段包含待测激光的波段，响应时间一般为ms或更短。其作用是将散射光信号转换为电信号，电信号的强度与散射光的强度成正比。

8、所述数据处理模块与所述多个光电探测器的信号输出端相连接，其作用是对所述多个光电探测器的输出电信号进行采集和处理，并最终计算出待测激光束的功率。

9、本发明的效果和益处是：采用高透过率平面透镜对待测光束进行散射取样，并采用光电探测器测量散射光强度，该方法属于光电型功率测量方法，不仅可以测量数百瓦到数十kw的大功率，更重要的是大幅提高测量的响应速度，响应时间可缩短至秒级以内。

技术特征：

1.一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，其特征在于，包括高透过率平面透镜(1)、光电探测器(2)、光阱(3)和数据处理模块(4)；所述光电探测器(2)有多个，并环绕所述高透过率平面透镜(1)的侧面分布；所述光阱(3)位于所述高透过率平面透镜(1)之后；所述多个光电探测器(2)的信号输出端通过数据线与所述数据处理模块(4)连接；待测激光束垂直于所述高透过率平面透镜(1)入射，少部分散射光从所述高透过率平面透镜(1)的侧面透射出来，并被环绕所述高透过率平面透镜(1)侧面的多个光电探测器(2)接收，其余大部分光从所述高透过率平面透镜(1)的后表面透射出来，被位于高透过率平面透镜(1)后端的所述光阱(3)吸收；所述光电探测器(2)将接收到的所述散射光信号转换为电信号，并传输至所述数据处理模块(4)；所述数据处理模块(4)将所述电信号进行处理并计算，得到待测激光束的功率。

2.根据权利要求1所述的一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，其特征在于：所述高透过率平面透镜(1)采用低吸收率的光学玻璃材料加工而成，其前后两个面镀增透膜，所述增透膜的透射波段与所述待测激光束的波段相匹配；所述高透过率平面透镜(1)的侧面为光滑镜面。

3.根据权利要求1所述的一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，其特征在于：所述光电探测器(2)的响应波段与待测激光的波段匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，其特征在于：所述光阱(3)能够吸收大部分从所述高透过率平面透镜(1)透射的激光能量，以确保人员和设备安全；所述光阱(3)可采用v型腔结构、圆锥腔结构或基于反射锥扩束的吸收腔结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于散射光测量的大功率快响应激光功率计，其特征在于：所述数据处理模块(4)与所述多个光电探测器(2)相连接，其作用是对所述光电探测器(2)的输出电信号进行采集和处理，并最终计算出待测激光束的功率。

技术总结
本发明公开一种大功率快响应激光功率计，包括高透过率平面透镜、光电探测器、光阱和数据处理模块等。光电探测器有多个，并环绕高透过率平面透镜的侧面分布。光阱位于所述高透过率平面透镜之后。多个光电探测器的信号输出端通过数据线与所述数据处理模块连接。待测激光束垂直于高透过率平面透镜入射，少部分散射光从高透过率平面透镜的侧面透射，并被环绕透镜侧面的多个光电探测器接收。光电探测器输出电信号传输至数据处理模块，通过分析计算得到待测激光的功率。该发明适用于大功率激光功率的快速测量，响应速度可达到秒级以内。

技术研发人员：徐德,于靖,冉铮惠,丁宇洁
受保护的技术使用者：四川激束光电仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15