基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]激光對于科研、日常生活等領(lǐng)域產(chǎn)生了革命性的影響，而激光束腰半徑作為描述激光基本性質(zhì)的物理量，其測量方法對于與激光相關(guān)的各項研宄也起到至關(guān)重要的作用，例如Z掃描，熒光動力學和激光微加工等實驗中，都需要測量激光的束腰半徑。
[0003]目前測量激光束腰半徑的方法主要有狹縫法，Ronchi等光柵法，Radon分析法和Talbot效應法等。這些測量方法有的直接是對激光光斑進行成像，需要對激光光束的光強進行衰減，影響測量精度；有的需要形成光柵，在顯微成像的環(huán)境下觀察激光光束的束腰半徑。這些方法的共同問題在于所對應的測量裝置不僅結(jié)構(gòu)復雜，而且難以實現(xiàn)自動化測量。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型公開了一種基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且可以實現(xiàn)自動化測量，甚至實時測量。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，在垂直光軸的方向上，沿激光束傳播方向依次設(shè)置聚焦透鏡和光功率計，所述聚焦透鏡的中心位于光軸上，所述光功率計位于聚焦透鏡焦點后方，光功率計得到的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入給計算機；在聚焦透鏡和光功率計之間，設(shè)置有刀片，所述刀片在電移臺的驅(qū)動下，沿軸向和橫向兩個方向運動，其中，軸向運動范圍覆蓋聚焦透鏡的焦點位置；橫向運動范圍能夠全部避讓和全部覆蓋激光束；所述電移臺的驅(qū)動信號由計算機提供。
[0007]上述基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，在光功率計前方，還設(shè)置有衰減片。
[0008]上述基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器為PCI數(shù)據(jù)采集卡。
[0009]上述基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，所述的刀片為單刃剃須刀刀片。
[0010]有益效果:
[0011]第一、由于本實用新型基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，最少僅需要7個單元就可以得到，因此裝置結(jié)構(gòu)簡單；
[0012]第二、由于刀片的軸向運動、橫向運動，以及光強信號采集工作都可以由計算機來完成，因此可以實現(xiàn)自動化測量；
[0013]第三、由于測量過程中不需要進行二次調(diào)整，同時刀片的運動軌跡較短，因此又有利于實時測量；
[0014]第四、由于刀片的運動軌跡可用電移臺自帶程序?qū)崿F(xiàn)，光強信號采集也由采集卡自帶程序?qū)崿F(xiàn)，而通過光強信號獲得束腰半徑的方法又屬于現(xiàn)有技術(shù)，因此只需要提供硬件，而無需軟件開發(fā)，即可實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)目的。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型激光束腰半徑自動測量裝置具體實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本實用新型激光束腰半徑自動測量裝置具體實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:I計算機、2電移臺、3刀片、4光功率計、5模數(shù)轉(zhuǎn)換器、6激光束、7聚焦透鏡。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0019]具體實施例一
[0020]本實施例的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該自動測量裝置在垂直光軸的方向上，沿激光束6傳播方向依次設(shè)置聚焦透鏡7和光功率計4，所述聚焦透鏡7的中心位于光軸上，所述光功率計4位于聚焦透鏡7焦點后方，光功率計4得到的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器5輸入給計算機I ;在聚焦透鏡7和光功率計4之間，設(shè)置有刀片3，所述刀片3在電移臺2的驅(qū)動下，沿軸向和橫向兩個方向運動，其中，軸向運動范圍覆蓋聚焦透鏡7的焦點位置；橫向運動范圍能夠全部避讓和全部覆蓋激光束6 ;所述電移臺2的驅(qū)動信號由計算機I提供。
[0021]具體實施例二
[0022]本實施例的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，在具體實施例一的基礎(chǔ)上，進一步限定在光功率計4前方，還設(shè)置有衰減片8，如圖2所示。這種設(shè)置，可以實現(xiàn)在激光束6的能量較高時，避免光功率計4飽和而造成的測量結(jié)果不準確的問題，甚至可以避免由于在激光束6的能量很高時，將光功率計4損壞問題的發(fā)生。
[0023]具體實施例三
[0024]本實施例的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，在具體實施例一的基礎(chǔ)上，進一步限定在聚焦透鏡7前方，還設(shè)置有衰減片8。同具體實施例二相比，這種設(shè)置，不僅可以保護光功率計4，而且可以保護聚焦透鏡7。
[0025]以上實施例的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器5為PCI數(shù)據(jù)采集卡，這種選擇，通過直接購買成品即可實現(xiàn)，節(jié)省硬件開發(fā)時間以及軟件編制時間。
[0026]以上實施例的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，所述的刀片3為單刃剃須刀刀片，這種選擇，同樣可以通過直接購買現(xiàn)成產(chǎn)品來實現(xiàn)本實用新型技術(shù)目的，節(jié)約硬件開發(fā)成本。
[0027]本實用新型基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，其原理在于:刀片3沿橫向運動，會切割激光束6，使光功率計4采集到的信號發(fā)生改變。在刀片3從全部覆蓋激光束6，到全部避讓激光束6，得到的歸一化光強一一橫向移動距離曲線，由于歸一化光強是激光束6光強分布在空間上的積分，因此對光強進行求導，得到對應刀片3所在軸向位置的激光束6的光強分布曲線，再軸向移動刀片3，可以得到不同位置下的束腰半徑，將其擬合成束腰半徑一一軸向移動距離曲線，進而可以得到激光束任何位置處的束腰半徑。
[0028]由于刀片3的運動由計算機I控制，而光功率計4采集光強信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換信號也能自動完成，因此整個過程能夠?qū)崿F(xiàn)自動化。
[0029]本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本實用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化或方法改進，凡是與本實用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，其特征在于，在垂直光軸的方向上，沿激光束(6)傳播方向依次設(shè)置聚焦透鏡(7)和光功率計(4)，所述聚焦透鏡(7)的中心位于光軸上，所述光功率計(4)位于聚焦透鏡(7)焦點后方，光功率計(4)得到的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)輸入給計算機(I);在聚焦透鏡(7)和光功率計(4)之間，設(shè)置有刀片(3)，所述刀片(3)在電移臺(2)的驅(qū)動下，沿軸向和橫向兩個方向運動，其中，軸向運動范圍覆蓋聚焦透鏡(7)的焦點位置；橫向運動范圍能夠全部避讓和全部覆蓋激光束(6);所述電移臺(2)的驅(qū)動信號由計算機(I)提供。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，其特征在于，在光功率計(4 )前方，還設(shè)置有衰減片(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，其特征在于，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)為PCI數(shù)據(jù)采集卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，其特征在于，所述的刀片(3)為單刃剃須刀刀片。
【專利摘要】基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置屬于光電技術(shù)領(lǐng)域；該裝置在垂直光軸的方向上，沿激光束傳播方向依次設(shè)置聚焦透鏡和光功率計，所述聚焦透鏡的中心位于光軸上，所述光功率計位于聚焦透鏡焦點后方，光功率計得到的信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入給計算機；在聚焦透鏡和光功率計之間，設(shè)置有刀片，所述刀片在電移臺的驅(qū)動下，沿軸向和橫向兩個方向運動，其中，軸向運動范圍覆蓋聚焦透鏡的焦點位置；橫向運動范圍能夠全部避讓和全部覆蓋激光束；所述電移臺的驅(qū)動信號由計算機提供；本實用新型基于刀片法的激光束腰半徑自動測量裝置，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且可以實現(xiàn)自動化測量，甚至實時測量。
【IPC分類】G01B11-255
【公開號】CN204479040
【申請?zhí)枴緾N201520075489
【發(fā)明人】吳文智, 柴志軍, 冉玲苓, 孔德貴
【申請人】黑龍江大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月3日