專利名稱：高能強激光發(fā)散角綜合測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高能強激光發(fā)散角綜合測試裝置，屬于激光參數(shù)測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，激光發(fā)散角的測量主要有兩種方法 一種是套孔法，另一種是CCD法。套孔法測 量裝置主要由聚焦透鏡、小孔光闌和能量計(或功率計)等幾部分組成。它適用于穩(wěn)定的連 續(xù)激光束或脈沖激光束的發(fā)散角測量。但是，套孔法不能實時觀察激光光斑，不能用于對光
束指向不穩(wěn)定的激光束發(fā)散角的測量。CCD法測量裝置主要由聚焦透鏡、衰減器和CCD測試 系統(tǒng)組成，適用于連續(xù)激光束或脈沖激光束的發(fā)散角測量。但由于CCD法容易受背景噪聲的 干擾，動態(tài)范圍較小，導(dǎo)致光斑直徑定義困難。并且由于CCD的閾值很低，在強激光的測量中 需經(jīng)過上百個dB的衰減，采用吸收衰減的方式時，由于吸收材料的不均勻和衰減片的面形偏 差，將會導(dǎo)致光斑產(chǎn)生畸變，影響發(fā)散角的測量。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的強激光發(fā)散角測試方法的不足，本實用新型提供一種新型發(fā)散角測試裝 置，該裝置將CCD法和套孔法兩種通用的發(fā)散角測試方法集成到一套系統(tǒng)中，可以盡量減小 光束指向不穩(wěn)定性和背景噪聲的影響；在衰減系統(tǒng)中融反射式衰減和透射式衰減于一體，在 反射式衰減中，由于光束不需要透過反射材料，避免反射材料的不均勻和衰減片厚度不均勻 引入的畸變，從而可以減小衰減系統(tǒng)對激光光束質(zhì)量的影響。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在衰減系統(tǒng)中，我們首先采用兩個光 楔反射分光，由于每個光楔的反射率約為4%，強激光束通過兩個光楔分光后，能量下降為原 來的1/625，透射式衰減片置于CCD的進光口，可以同時起到衰減激光束和隔除雜散光的作 用。在激光發(fā)散角的測試中，采用套孔法和CCD法這兩種目前通用的發(fā)散角測試方法在同一 時刻對同一光束進行測量，即在聚焦透鏡后用一個組合棱鏡和一個直角棱鏡將光束分為兩束， 一束光經(jīng)衰減系統(tǒng)衰減后進入CCD測量系統(tǒng)，另一束光通過位于焦面上的可微調(diào)的小孔光, 進入能量計。組合棱鏡由兩個直角棱鏡組成，其中一個棱鏡斜面鍍有部分反射膜，這樣，當(dāng) 光束從直角棱鏡的直角邊入射后，由于反射膜的折射率大于直角棱鏡的折射率，所以不會在 斜面產(chǎn)生全反射，僅有部分光從另一直角邊反射出去，其余的光則從組合棱鏡中透射出去， 從而達到在不改變光束橫向位移的情況下分束的目的。為保證CCD靶面和小孔光闌均位于聚 焦透鏡焦面上，需在調(diào)光路前計算組合棱鏡與直角棱鏡的距離和透射式衰減系統(tǒng)的長度，以 使到達CCD靶面的光束和到達小孔光闌的光束光程相等且均位于聚焦透鏡焦面處。在發(fā)散角 測量時，首先用CCD測量系統(tǒng)和能量計在不加光闌(或光闌口徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光束直徑)的情況 下測量得到一組數(shù)據(jù)，然后加上光闌，改變光闌孔徑，當(dāng)有光闌和無光闌時的能量之比接近86.5%時，記錄此時的能量計讀數(shù)和CCD光斑，由有光闌和無光闌時的能量透過率比值和小 孔光闌直徑值，按套孔法公式可計算出聚焦透鏡焦面處的光斑直徑，該光斑直徑除以聚焦透 鏡焦距就可得到套孔法激光發(fā)散角。該測量結(jié)果與CCD測量系統(tǒng)所測發(fā)散角比對，便可獲得 到被測光束遠(yuǎn)場發(fā)散角值。
本實用新型的有益效果是，在吸收衰減中引入反射式衰減，可以方便地測量高能強激光 的發(fā)散角；將CCD法和套孔法兩種通用的發(fā)散角測試方法集成到一套系統(tǒng)中，測量直觀，測 量精度較高。系統(tǒng)中所采用的均為成熟的測量方法和商品化的光學(xué)組件，結(jié)構(gòu)簡單易行。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。 圖l是本實用新型的原理圖。 圖2是

圖1中5、 6、 7組件的三維立體圖。
圖1中l(wèi).被測激光器，2.光楔，3.光楔，4.聚焦透鏡，5.直角棱鏡(斜面鍍部分反射膜)， 6.直角棱鏡，7.直角棱鏡，8.X-Y-Z位置調(diào)整裝置，9.可調(diào)小孔光闌，IO.能量計(或功率計)， ll.能量計(或功率計)主機，12.衰減器，13.CCD相機，14.圖像采集和計算機處理系統(tǒng)。
具體實施方式'
被測激光器(1)發(fā)射的激光束經(jīng)光楔(2)和(3)反射衰減后(約衰減28dB)，再經(jīng)過 聚焦透鏡(4)聚焦，位于聚焦透鏡后的(5)、 (6)組合棱鏡和直角棱鏡(7)將光束一分為 二， 一束光通過位于聚焦透鏡焦面上的小孔光闌(9)進入能量計(10)，由能量計主機(11) 獲得其能量值，為保證小孔光閨(9)位于聚焦透鏡(4)的焦面處，并使光束垂直通過小孔 光闌(9)的中心，可通過X-Y-Z位置調(diào)整裝置(8)調(diào)節(jié)其位置。另一束則通過衰減器(12) 進入CCD相機(13)，然后經(jīng)圖像采集與計算機處理系統(tǒng)(14)獲得發(fā)散角測量結(jié)果。
權(quán)利要求一種高能強激光發(fā)散角綜合測試裝置，包括光楔，聚焦透鏡，可變小孔光闌，分束器，能量計，衰減器，CCD相機和圖像采集與計算機處理系統(tǒng)，其特征是兩個反射式光楔(2)和(3)與光束傾斜45°置于光路中，經(jīng)光楔兩次反射的光束通過聚焦透鏡(4)聚焦，聚焦光束經(jīng)(5)(6)組合棱鏡和直角棱鏡(7)后被一分為二，一束光通過位于聚焦透鏡焦面上的小孔光闌(9)進入能量計(10)，由能量計主機(11)獲得其能量值，另一束通過衰減器(12)進入位于聚焦透鏡焦面上的CCD相機(13)，然后經(jīng)圖像采集與計算機處理系統(tǒng)(14)獲得發(fā)散角測量結(jié)果。
專利摘要一種高能強激光發(fā)散角綜合測量裝置，包括光楔、聚焦透鏡、衰減片、分束器、可變小孔光闌、X-Y-Z位置調(diào)整裝置、能量計、采集光斑的CCD和帶有高速采集卡的計算機。其特點是融套孔法和CCD法于一體，測量直觀且能保證較高的測量精度。高能激光在經(jīng)過兩個光楔反射衰減后，經(jīng)過聚焦透鏡聚焦，位于聚焦透鏡后的組合棱鏡(其中一個棱鏡斜面鍍部分反射膜)和直角棱鏡將光束一分為二，一束光通過衰減器進入位于焦面上的CCD進行CCD法發(fā)散角測試，另一束光束通過位于聚焦透鏡焦面上的小孔光闌進入能量計進行套孔法發(fā)散角測試。本實用新型可以對高能激光器的發(fā)散角進行準(zhǔn)確的測量。
文檔編號H01S3/00GK201225885SQ20082006310
公開日2009年4月22日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者明 代, 樊紅英, 胡紹云, 鳴 鐘 申請人:中國兵器工業(yè)第二○九研究所;樊紅英;胡紹云