專利名稱:一種探測大功率激光的光探頭的制作方法
技術領域:
一種探測大功率激光的光探頭技術領域[0001]本實用新型屬于激光測量技術領域,具體而言,涉及一種探測大功率激光的光探頭。
背景技術:
[0002]在激光測量領域,往往需要快速地準確地對激光輸出功率/能量進行響應測量。 傳統(tǒng)的激光功率計是基于量熱型原理,用黑色吸收體將入射光盡可能高效率的轉化為熱。 由于吸收體材料確定以后,其溫升與入射光能量成正比,測量吸收體的溫升就可以實現(xiàn)激 光功率/能量的測量。這種基于直接量熱原理的測量儀器在激光功率/能量測量中已經(jīng)是 成熟技術。目前這種儀器的主要缺點是響應速度慢,恢復時間長,在大功率脈沖激光器功率 測量中無法檢測脈沖波形和峰值功率。[0003]為提高響應速度,需要使用光電/光伏原理的探測器,但這類探測器不能承受大 的功率/能量,需要對激光進行衰減。目前普遍采用積分球配合全反射凸面受光鏡,將能量 極為集中的強激光束大幅度的均勻發(fā)散到積分球內表面以至于將激光功率/能量衰減到 常規(guī)光電/光伏探測器可以承受的水平。雖然解決了響應速度慢、恢復時間長的問題,但是 積分球的尺寸過大,設計復雜。發(fā)明內容[0004]為解決以上技術問題,本實用新型提供了一種實用方便的探測大功率激光的光探 頭。[0005]本實用新型采用如下的技術方案一種探測大功率激光的光探頭,其不同之處在 于,其包括激光輸入口、分光透鏡、吸光散熱組件及光電探測器,大功率激光通過激光輸入 口接入,再經(jīng)過分光透鏡分光后,大部分能量被吸光散熱組件吸收,小部分經(jīng)過兩次反射兩 次透射后匯聚于光電探測器,光電探測器將光信號轉化為與入射光能量成正比的電信號, 該電信號用于計算入射激光的功率和/或能量。[0006]以上方案中,所述激光輸入口為法蘭盤,光纖的一端固定在法蘭盤上,激光通過光 纖導入。[0007]以上方案中,所述激光輸入口是一個窗口,準直后的激光直接入射到分光透鏡的第一面。[0008]以上方案中,大功率激光在所述分光透鏡的第一面透射進入,大部分光經(jīng)過分光 透鏡的第二面透射出來后進入所述吸光散熱組件,小部分光依次經(jīng)過分光透鏡的第二面、 第一面的反射,最終從分光透鏡的第二面透射出去后匯聚于光電探測器。[0009]以上方案中,所述分光透鏡是雙凸透鏡、平凸透鏡或者平行平板的一種。[0010]以上方案中,所述吸光散熱組件是能吸收光并進行散熱的器件或者結構。[0011]以上方案中,所述吸光散熱組件包括積分球、激光吸收錐體的一種。[0012]以上方案中,所述光電探測器為光電或光伏效應探測器。[0013]以上方案中,所述分光透鏡和光電探測器之間還設置有偏振補償元件。[0014]與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型使用透鏡的反射和透射 的作用來衰減激光能量和/或功率,兼顧了光電/光伏探測器響應速度快,恢復時間短的特 點,還解決了積分球尺寸過大,加工工藝要求高等問題,是一種實用方便的大功率激光功率 /能量探測探頭。本實用新型外形尺寸??;特別適用于大功率的脈沖激光探測,可以測出脈 沖波形和峰值功率。
[0015]圖1為本實用新型采用雙凸透鏡將大功率激光進行衰減的原理示意圖。[0016]圖2為本實用新型采用雙凸透鏡將大功率激光進行衰減并加上偏振補償元件對 探測光束進行處理的原理示意圖。[0017]圖3為本實用新型采用平凸透鏡將大功率激光進行衰減的原理示意圖。
具體實施方式
[0018]以下就本實用新型采用雙凸透鏡將大功率激光進行衰減的原理進行說明。[0019]參閱說明書附圖1,該探測大功率激光的光探頭,包括一個激光輸入口 1,一塊雙 凸透鏡2,一個吸光散熱組件3,一個光電探測器4。大功率激光通過激光輸入口 I接入本實 用新型光探頭,經(jīng)過雙凸透鏡2后,大部分能量被吸光散熱組件3吸收,小部分經(jīng)過兩次反 射兩次透射后匯聚于光電探測器4,光電探測器4將光信號轉化為與入射光能量成正比的 電信號,該電信號可計算入射激光的功率和/或能量。[0020]作為優(yōu)選實施方式,本實用新型的探測大功率激光的光探頭,其激光輸入口 I可 以是法蘭盤,激光通過光纖導入,光纖可以固定在法蘭盤上,也可以是一個窗口,準直后的 激光直接入射到分光透鏡的第一面;大功率激光在分光透鏡的第一面透射,大部分光經(jīng)過 第二面透射后進入吸光散熱組件,小部分光經(jīng)過第二面反射,第一面反射,最終在第二面透 射后匯聚于光電探測器;其分光透鏡可以是雙凸透鏡2、平凸透鏡6或者平行平板,在實際 應用中可根據(jù)需要選擇透鏡材料、透鏡半徑、透鏡厚度、是否鍍膜,以及入射激光與透鏡主 光軸的夾角度數(shù)、相對位置等;其吸光散熱組件3可以是能吸收光并進行散熱的器件或者 結構,比如積分球,激光吸收錐體等;其光電探測器4為光電/光伏效應探測器,可根據(jù)不同 的入射激光波長選擇相適應的材質及尺寸。[0021]以下就本實用新型采用雙凸透鏡2將大功率激光進行衰減并加上偏振補償元件5 對探測光束進行處理的原理進行說明。[0022]參閱圖2,因為不同方向偏振的光有不同的損耗,所以基于采用雙凸透鏡將大功率 激光進行衰減的原理,在雙凸透鏡2和光電探測器4之間加上一個偏振補償元件5,可以補 償透鏡反射或者透射帶來的偏振相關性。該偏振補償元件5可以是傾斜的玻璃平板、可旋 轉的晶體或者其他結構。需要說明的是,在精度要求不高的場合,可不加偏振補償元件5。[0023]以下就本實用新型采用平凸透鏡將大功率激光進行衰減的原理進行說明。[0024]參閱說明書附圖3,該探測大功率激光的光探頭,包括一個激光輸入口 1,一塊平 凸透鏡6,一個吸光散熱組件3,一個光電探測器4。大功率激光通過激光輸入口 I接入本實 用新型光探頭,經(jīng)過平凸透鏡6后,大部分能量被吸光散熱組件3吸收,小部分經(jīng)過兩次反射兩次透射后匯聚于光電探測器4,光電探測器4將光信號轉化為與入射光能量成正比的 電信號,該電信號可計算入射激光的功率和/或能量。[0025]以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明,不能認定 本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員 來說,在不脫離本實用新型構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬 于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種探測大功率激光的光探頭,其特征在于,其包括激光輸入口、分光透鏡、吸光散熱組件及光電探測器,大功率激光通過激光輸入口接入,再經(jīng)過分光透鏡分光后,大部分能量被吸光散熱組件吸收,小部分經(jīng)過兩次反射兩次透射后匯聚于光電探測器,光電探測器將光信號轉化為與入射光能量成正比的電信號,該電信號用于計算入射激光的功率和/或倉tfi。
2.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述激光輸入口為法蘭盤,光纖的一端固定在法蘭盤上,激光通過光纖導入。
3.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述激光輸入口是一個窗口,準直后的激光直接入射到分光透鏡的第一面。
4.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,大功率激光在所述分光透鏡的第一面透射進入,大部分光經(jīng)過分光透鏡的第二面透射出來后進入所述吸光散熱組件,小部分光依次經(jīng)過分光透鏡的第二面、第一面的反射,最終從分光透鏡的第二面透射出去后匯聚于光電探測器。
5.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述分光透鏡是雙凸透鏡、平凸透鏡或者平行平板的一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述吸光散熱組件是能吸收光并進行散熱的器件或者結構。
7.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述吸光散熱組件包括積分球、激光吸收錐體的一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述光電探測器為光電或光伏效應探測器。
9.根據(jù)權利要求1所述的探測大功率激光的光探頭,其特征在于,所述分光透鏡和光電探測器之間還設置有偏振補償元件。
專利摘要本實用新型屬于激光測量技術領域,具體而言,涉及一種探測大功率激光的光探頭,其不同之處在于,其包括激光輸入口、分光透鏡、吸光散熱組件及光電探測器,大功率激光通過激光輸入口接入,再經(jīng)過分光透鏡分光后,大部分能量被吸光散熱組件吸收,小部分經(jīng)過兩次反射兩次透射后匯聚于光電探測器,光電探測器將光信號轉化為與入射光能量成正比的電信號,該電信號用于計算入射激光的功率和/或能量。本實用新型使用透鏡的反射和透射的作用來衰減激光能量和/或功率,兼顧了光電/光伏探測器響應速度快,恢復時間短的特點,還解決了積分球尺寸過大,加工工藝要求高等問題,是一種實用方便的大功率激光功率/能量探測探頭。
文檔編號G01J11/00GK202885969SQ201220332819
公開日2013年4月17日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權日2012年7月11日
發(fā)明者吳紫薇 申請人:武漢高思光電科技有限公司