[发明专利]一种激光发散角的测量方法

说明书

本发明提供了一种激光发散角的测量方法，属于激光技术领域，包括工作台、固定座、光纤接头安装座、光阑系统、功率计以及工控计算机。固定座固定在工作台上，光纤接头安装座安装在固定座上，光纤接头安装座上安装有光纤接头；光阑系统可移动安装在固定座上，光阑系统位于光纤接头的出射光路上。功率计安装在工作台上，功率计位于光纤接头的出射光路上、且位于光阑系统下游；工控计算机与功率计电联接。该装置操作简单、测量精度高，可有效节省测量激光发散角的时间。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，更具体的，涉及一种激光发散角的测量方法。

背景技术

随着切割技术的高速发展，激光切割机设备作为一种新型的工具越来越成熟的运用到各种行业，包括激光切割机、激光雕刻机、激光打标机、激光焊接机等。在激光物理领域，激光光束在传播过程中，会发生角度很小的发散。在远离光束最窄点的地方，光束的发散程度与传播距离大致呈线性关系——相当于光束在“远场”形成了一个圆锥。激光的发散程度用激光发散角来表示，作为表征激光除输出特性的一个重要指标，激光发散角在激光通讯、激光切割领域等方面具有十分重要的作用。在激光切割中，光纤接头激光输出的激光发散角就是输出光束质量的判定最重要的因素。激光发散角是否符合质量标准，激光发散角的一致性如何，直接影响切割质量，激光发散角过大，会引起激光切割头发热，甚至会导致激光切割头过热损坏。因此要对激光发散角进行检测，但囿于目前的测试技术限制，集成商几乎没有去对激光发散角做检测，因此设计一种方便操作的激光发散角测量装置十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光发散角的测量方法，该装置操作简单、测量精度高，可有效节省测量激光发散角的时间。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种激光发散角的测量方法，包括工作台、固定座、光纤接头安装座、光阑系统、功率计以及工控计算机；所述固定座固定在所述工作台上，所述光纤接头安装座安装在所述固定座上，所述光纤接头安装座上安装有光纤接头；所述光阑系统可移动安装在所述固定座上，所述光阑系统位于所述光纤接头的出射光路上；所述功率计安装在所述工作台上，所述功率计位于所述光纤接头的出射光路上、且位于所述光阑系统下游；所述工控计算机与所述功率计电联接；

具体步骤如下：

1)、在所述光纤接头安装座装上光纤接头，打开激光器，开启红光，调整所述光纤接头激光束的位置，使激光束落在所述功率计接收端面上；

2)、调整所述光纤接头的水平度，从而在水平方向上调节光纤输出，使光束与所述功率计接收端面垂直；

3)、打开工控计算机，选定光阑直径大小，控制所述光阑系统在所述固定座上做等间隔运动，记录每个间隔点的位置L_i，并在每个间隔点通过工控计算机采集图像、并记录激光输出能量的功率；

4)、打开工控计算机，固定所述光阑系统与所述光纤接头安装座的距离，更换所述光阑，等间隔改变所述光阑的直径D₁，并在不同光阑直径通过工控计算机采集图像、并记录激光输出能量的功率；

5)、工控计算机对步骤3、步骤4得到的图像进行以下处理：

①图像记录与处理系统计算步骤3中每个间隔点处采集图像的光斑的直径、所述光阑的直径以及所述光阑与所述光纤接头安装座的距离，代入公式：

NA＝2arctan((D₁－d₂)÷2÷L_i)×1000 (单位：mm)

其中：NA-激光发散角；D₁-光阑直径；d₂-光纤接头芯径；L_i-光阑与光纤接头安装座的距离；

得到各个间隔点的发散角NA的大小，并取平均数；