[发明专利]一种基于长时曝光的激光能量分布检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于长时曝光的激光能量分布检测装置，属于光电检测技术领域。

背景技术

激光技术开辟了崭新的军事应用，包括激光瞄准、制导、测距，激光雷达，高能激光武器等等。(《激光原理技术及应用》阎吉祥主编，北京理工大学出版社，2006)军事的应用，对激光器的性能指标要求都大大高于民用，因此检测手段与指标也苛刻了许多。

激光器输出的激光能量及远场能量密度分布是激光器的主要技术指标之一，远场激光能量密度的检测是评价激光器性能重要检测手段。本专利给出了利用图像及能量双重检测手段对远场激光能量密度进行测量系统。

随着光电检测技术领域的不断发展，利用科学的检测手段对激光能量进行准确的测量和分析，有利于提高我国激光器技术的研制水平，也有利于对激光器工作状态的准确分析以及故障的准确定位。传统技术手段的激光能量测量，设备复杂，检测时间长，无法满足现状需求，因此，研制一种基于长时曝光的激光能量分布检测装置有着重要的意义和具有广阔的应用前景。

发明内容

为实现激光能量密度的远场测试，本发明提出一种基于长时曝光的激光能量分布检测装置。

一种基于长时曝光的激光能量分布检测装置，如图1所示，其特征在于，该装置由靶板1，能量采集探头阵列2、能量分布检测单元3、CCD关门控制单元4、无线数据发射单元5、光圈调节单元6、CCD相机7、无线数据接收单元8、数据处理控制单元9、检测报告单元10组成；其中，能量采集探头阵列2安装在靶板1上，能量采集探头阵列2、能量分布检测单元3、CCD关门控制单元4和无线数据发射单元5依次用同轴电缆线连接，能量采集探头阵列2、能量分布检测单元3和无线数据发射单元5组成能量密度靶系统；无线数据发射单元5通过天线向无线数据接收单元8发送数据，光圈调节单元6安装在CCD相机7的前端，光圈调节单元6通过电缆线与数据处理控制单元9相连，CCD相机7和数据处理控制单元9用同轴电缆线连接；无线数据接收单元8、数据处理控制单元9和检测报告单元10依次用同轴电缆线连接，光圈调节单元6、CCD相机7、无线数据接收单元8、数据处理控制单元9和检测报告单元10组成光斑图像采集及处理系统；系统工作时，能量密度靶系统和光斑图像采集及处理系统距离可以在3公里以上；

所述的靶板1：表面具有80％的光反射率的漫反射白板，中间开有能安放能量采集探头阵列2的圆孔；

所述的能量采集探头阵列2：由能将光能转换为电能形式的光电传感器组成；

所述的能量分布检测单元3：将能量采集探头阵列2传出的电信号转化为数字信号，并传送给CCD关门控制单元4；

所述的CCD关门控制单元4：将从能量分布检测单元3接收的数字信号和CCD关门信息传送给无线数据发射单元5；

所述的无线数据发射单元5：将CCD关门控制单元4输出的数字信号和CCD关门信息通过天线传送给无线数据接收单元8；

所述的光圈调节单元6：根据接收到的数据处理控制单元9发出的控制信号来控制改变光圈的大小，以满足不同环境光照下的曝光需要；

所述的CCD相机7：根据接收到的数据处理控制单元9发出的信号进行曝光与图像的获取，并将图像信息传送给数据处理控制单元9；

所述的无线数据接收单元8：接收能量密度靶系统中无线数据发射单元5所发送的数字信号及CCD关门信息，并将接收到的数据传送给数据处理控制单元9；

所述的数据处理控制单元9：控制CCD相机7开门和关门；控制光圈调节单元6改变光圈的大小；将从CCD相机7和无线数据接收单元8接收到的信息传送给检测报告单元10；

所述的检测报告单元10：具有数据融合、存储、显示和打印功能的计算机系统；

本发明装置的工作过程如下：

步骤1、在测试场地选取3个位置，分别放置被测激光器11、能量密度靶系统和光斑图像采集及处理系统；被测激光器11发射脉冲激光，最大脉冲间隔时间为T；将能量采集探头阵列2安放靶板1上；保证被测激光器11发射的激光照射到靶板1上，并保证CCD相机7能拍摄到靶板1上的光斑图像；

步骤2、CCD相机7拍摄靶板1的图像，并将图像信息传送给数据处理控制单元9；数据处理控制单元9根据CCD相机7传送的图像的饱和度信息，对光圈调节单元6进行调节，使曝光时间为T时，背景光曝光强度不超过20％；

步骤3、被测激光器11向靶板1发射脉冲激光，能量采集探头阵列2将接收到的光信号转换为电信号，并将电信号传送给能量分布检测单元3；