[发明专利]一种测量激光束径的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量系统和方法，具体涉及一种测量激光束径的系统和方法。

背景技术

激光光束分析仪是激光器研制、生产、使用中必不可少的测试工具。这种激光光束分析仪采用计算机对数据进行采集和处理，对激光器发出的激光进行能量衰减后，使用专用CCD视频采集的方式输入到计算机中，利用专用软件进行分析。

激光光束分析仪结构主要包括光学石英光楔、反射镜、衰减片和CCD探测器等几个部分。在参考文献“刘慧的发表于科技咨询导报，2007，No.18的《激光光束分析仪测量系统及其实验研究》”中介绍了这种光束分析仪系统的原理以及使用。但是，使用激光光束分析仪进行测量时，由于衰减片的使用导致的干涉效应以及CCD光敏面大小的限制可能会导致测量结果不准确。另外，由于CCD的损伤阈值较低，激光功率较大时，若衰减片衰减程度不够，很有可能损坏CCD，因而具有一定的危险性。

发明内容

本发明可以避免用CCD等敏感器件测量激光束径时需使用衰减片从而带来非线性或干涉等效应的影响，而且装置及操作系统都简单可行。

为了实现上述目的，本发明提供了一种测量激光束径的系统和方法。

一方面，本发明提供一种测量激光束径的系统，其特征在于，包括：

电动可变光阑、激光功率计、分析和控制装置；

所述激光功率计包括功率计探头、功率计控制器；

所述电动可变光阑垂直于所述激光的传输方向放置在待测量的位置处，并且所述电动可变光阑、所述功率计探头在所述激光的传输方向上沿所述激光主轴顺序放置，且所述电动可变光阑的通光孔中心对准所述激光主轴，使激光能够通过电动可变光阑的通光孔照射在所述功率计探头上；

所述分析和控制装置与所述电动可变光阑电通信，接收关于电动可变光阑孔径的信息并控制所述电动可变光阑的孔径变化；所述分析和控制装置与所述功率计控制器电通信，接收所述功率计测得的激光通过功率。

上述的系统，其特征在于，还包括电动可变光阑控制器，所述分析和控制装置通过所述电动可变光阑控制器控制所述电动可变光阑。

上述的系统，其特征在于，所述电动可变光阑的最大孔径为29mm，最小孔径为2.5mm。

另一方面，本发明提供一种系统测量激光束径的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a).将电动可变光阑的最大孔径与最小孔径之间的孔径值i等分，其中i为大于等于2的整数，测量当所述电动可变光阑处于所述最大孔径、所述孔径值的i-1个等分点以及最小孔径时的激光通过功率；

b).分别将所述电动可变光阑的两个大小相邻的孔径处所测得的激光通过功率的差值同功率差阈值进行比较；

c).若其中两个大小相邻的孔径处所测得的激光通过功率的差值小于等于所述功率差阈值，将所述两个大小相邻的孔径中的大的孔径的值以及在所述大的孔径处测得的激光通过功率送入分析和控制装置；否则，在所述两个大小相邻的孔径之间插入n-1个测量孔径值，其中n的值为将所述两个大小相邻的孔径处所测得的激光通过功率的差值除以所述功率差阈值所得的结果向上取整，测量当所述电动可变光阑的孔径值为所述两个大小相邻的孔径之间所插入的孔径值时的激光通过功率；

d).重复b)，c)两步骤，直到任意两个相邻孔径值处测得的激光通过功率之差都小于等于所述功率差阈值；

e).将所测得的各孔径值处的激光通过功率利用总激光功率归一化，并且根据将所有电动可变光阑的孔径值以及相应的利用总激光功率归一化的激光通过功率的数据进行拟合，得到所要测量的激光束径，其中P_归表示归一化的激光通过功率，D表示电动可变光阑的孔径值，ω表示激光束径。。

上述的方法，其特征在于，所述步骤b)中，按从大到小的顺序依次将所述电动可变光阑的任意两个大小相邻的孔径处所测得的激光通过功率的差值同功率差阈值进行比较。

上述的方法，其特征在于，所述功率差阈值为电动可变光阑的最大孔径处测得的激光通过功率的4％或5％。

上述的方法，其特征在于，在所述电动可变光阑的每个孔径处进行多次测量，取其平均值。

上述的方法，其特征在于，所述i的值为6、7、8、9或10。

本发明的优点在于：

1.可以避免由于用CCD等敏感器件测量激光束径时需使用滤波片从而带来非线性或干涉等效应的影响。

2.通常不会有损坏仪器的危险。

3.装置及操作系统都简单可行，方便快捷。

附图说明

图1为根据本发明实施例的激光束径测量系统的示意图。