[发明专利]基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断方法及诊断仪

权利要求书

1.基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

1】在高能激光束传播路径上设置多只在空间上排布成面阵结构的光纤光栅，其中光纤光栅通过光纤与远离高能激光束的波长解调设备联接；

2】标定每只光纤光栅波长漂移值与辐照至光纤光栅激光功率的对应关系；

3】高能激光辐照下光纤光栅吸热产生温升，引起光纤光栅的波长漂移；

4】波长解调设备测量得到每只光纤光栅的波长漂移值；

5】根据波长漂移值与辐照至光纤光栅激光功率的对应关系，计算得到辐照到每只光纤光栅的激功率密度；

6】对所有光纤光栅探测点进行空间积分，得到激光总功率。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断方法，其特征在于：所述步骤2】中每只光纤光栅波长漂移值与辐照至光纤光栅激光功率对应关系的标定方法是：将功率密度已知且可调的标定光源依次入射到每只光纤光栅栅区，测量光纤光栅的波长漂移值，得到功率密度与波长漂移值的对应关系；所述标定光源的光束覆盖光纤光栅的栅区，所述被测高能激光的功率密度包含在标定光源的功率密度可调范围内。

3.基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：包括波长解调设备、对高能激光束空间传播不遮挡的机壳和多只在空间上排布成面阵结构的光纤光栅；所述光纤光栅设置在光纤上并固定在机壳上；所述光纤光栅通过光纤与远端的波长解调设备连接。

4.根据权利要求3所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述的多只光纤光栅设置在同一根光纤上，该光纤采用弯曲盘绕在机壳上，或者采用纤轴横向和纤轴纵向相互交错的排布方式盘绕在机壳上；所述的多只光纤光栅还可设置在不同的光纤上，采用沿光束方向前后各布置两个面阵取样，其中一个面阵为纤轴横向排布，另一个面阵为纤轴纵向排布的方式。

5.根据权利要求3或4所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述的光纤光栅的纤轴方向与入射高能激光入射方向夹角为45至90度；所述光纤光栅栅区在高能激光束方向上的投影长度与相邻光纤光栅之间的间距一致。

6.根据权利要求5所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述的光纤光栅直接刻蚀在光纤上或融接在光纤上。

7.根据权利要求6所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述机壳上设置有对高能激光高透射的入射窗口和出射窗口，所述入射窗口和出射窗口位于高能激光束入射和出射方向并与机壳构成密封结构。

8.根据权利要求7所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述的波长解调设备由光纤环路器、宽谱光源以及光纤光栅解调仪组成。

9.根据权利要求8所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述光纤光栅的栅区长度为2至10mm。

10.根据权利要求9所述的基于光纤光栅的高能激光光束参数诊断仪，其特征在于：所述入射窗口和出射窗口的材料为石英、硅或碳化硅。