本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，其裝置包括設(shè)置在主光路中的采光鏡片，采光鏡片以?xún)A斜角設(shè)置，在采光鏡片的正下方設(shè)置有偏振分光棱鏡。在偏振分光棱鏡的下方設(shè)置有全反射鏡，由偏振分光棱鏡和全反射鏡反射的采樣光束分別通過(guò)各自的偏振片照射到濾光片上，采樣光束經(jīng)衰減后進(jìn)入帶衰減片的探測(cè)器，由探測(cè)器出來(lái)的采樣光束進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及顯示模塊。其監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟：（i）激光采樣，（ⅱ）采樣調(diào)節(jié)，（ⅲ）光電轉(zhuǎn)換，（ⅳ）信號(hào)處理和（ⅴ）數(shù)據(jù)顯示及傳輸。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)對(duì)寬波段、偏振度不定的多路激光進(jìn)行功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，簡(jiǎn)化了步驟，提高了效率，擁有良好的擴(kuò)展性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于一種激光功率監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，具體涉及一種不受激光偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
在激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，激光的功率是表征激光特性的重要參數(shù)之一。對(duì)激光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)了解激光輸出功率的變化，從而了解空間激光照射情況。現(xiàn)有的激光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方法是通過(guò)在激光光路中加入一采光片，通過(guò)對(duì)采樣光強(qiáng)的信號(hào)處理和計(jì)算，便可以間接了解到激光的功率數(shù)據(jù)。此種方法已應(yīng)用于激光波長(zhǎng)不變、偏振方向固定的激光光路中。但在實(shí)際激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，許多偏振態(tài)并不恒定的、可調(diào)諧波長(zhǎng)的激光光束被大量使用。由于目前光學(xué)鍍膜處理技術(shù)的工藝所限,單一米光片對(duì)于寬波段、不同偏振方向的s光和P光的反射比率無(wú)法保證完全相同，此時(shí)若當(dāng)激光的實(shí)際輸出功率保持不變而激光的偏振度發(fā)生變化時(shí)，激光光路中通過(guò)單一的米光片分出的米樣光強(qiáng)度就表現(xiàn)為大小不恒定，進(jìn)而使得通過(guò)采樣光強(qiáng)推測(cè)激光功率的測(cè)量方法不再實(shí)用。因此，在寬波段、激光偏振角度不固定的激光光路中，單一采樣光的采樣光強(qiáng)變化不能直接的反應(yīng)出當(dāng)前激光輸出功率大小的變化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不受激光偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置及監(jiān)測(cè)方法，可以消除激光偏振度變化帶來(lái)的測(cè)量誤差，提高了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率，同時(shí)也提高了測(cè)量效率。本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案是一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，包括采樣光束照射到設(shè)置在主光路中的采光鏡片上，采光鏡片以?xún)A斜角設(shè)置，在采光鏡片的正下方設(shè)置有偏振分光棱鏡，使采樣光束垂直照射到偏振分光棱鏡上。在偏振分光棱鏡的下方設(shè)置有全反射鏡，全反射鏡以?xún)A斜角設(shè)置，由偏振分光棱鏡和全反射鏡反射的采樣光束分別通過(guò)各自的偏振片照射到濾光片上，采樣光束經(jīng)衰減后進(jìn)入帶衰減片的探測(cè)器，由探測(cè)器出來(lái)的采樣光束進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及顯示模塊。所述的光鏡片和全反射鏡均以45°傾斜角設(shè)置。所述的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊為通用單片機(jī)控制電路。一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟(i)激光采樣(SI)調(diào)節(jié)并固定采光鏡片的偏折角度，使采樣光束傳播方向與激光主光路垂直分開(kāi)，同時(shí)也垂直照射在偏振分光棱鏡上。(ii)采樣調(diào)節(jié)(S2)將采樣光中的s光和P光分開(kāi)并分別進(jìn)行衰減。反復(fù)調(diào)節(jié)相應(yīng)采光鏡片直至采樣光各偏振方向光強(qiáng)與入射光相應(yīng)偏振方向光強(qiáng)反射比率相等時(shí)為止；(iii)光電轉(zhuǎn)換(S3)將分開(kāi)衰減后的兩束不同偏振方向的采樣光均以小于3°的小角度垂直入射至同一個(gè)探測(cè)器上，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為與其成比例的電流信號(hào)；(iv)信號(hào)處理(S4)利用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊中的整形電路以及單片機(jī)對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行采集、處理、計(jì)算；(乂)數(shù)據(jù)顯示及傳輸(55)利用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊中的單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管本地顯示實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)電路板帶數(shù)據(jù)輸出接口，可以將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行集中顯示。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)偏振方向不固定激光進(jìn)行實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)時(shí)，可以消除因采光片分光不均而帶來(lái)的測(cè)量誤差，使不同偏振方向的s光和P光的反射比率相同，最終使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更加可信、實(shí)用。使用寬波段偏振分光棱鏡將米樣光中不同偏振方向的s光和P光分開(kāi),該分光棱鏡可使較大光譜范圍內(nèi)的激光分光效果保持一致。通過(guò)旋轉(zhuǎn)偏振片來(lái)調(diào)節(jié)單一偏振方向上采樣光的強(qiáng)弱，使調(diào)節(jié)具有很好的連續(xù)性，使用方便、快捷。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)即為當(dāng)前激光輸出的實(shí)際數(shù)據(jù)。同時(shí)數(shù)據(jù)可以通過(guò)輸出接口傳輸至上位機(jī)，擁有良好的可擴(kuò)展性。本專(zhuān)利技術(shù)不僅可對(duì)偏振方向不固定的激光進(jìn)行實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)，也可推廣應(yīng)用于任意激光光路中。附圖說(shuō)明圖I是本專(zhuān)利技術(shù)不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置布置圖2是本專(zhuān)利技術(shù)不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)方法程序圖。其中I激光光束2采光鏡片3米樣光束4偏振分光棱鏡5全反射鏡6偏振片7濾光片8探測(cè)器9數(shù)據(jù)處理及顯示模塊。具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如圖I所示，一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，包括激光光束I (即激光主光路)照射到設(shè)置在主光路中的采光鏡片2上，采光鏡片2以45°傾斜角設(shè)置，在采光鏡片2的正下方設(shè)置有偏振分光棱鏡3,使米樣光束3垂直照射到偏振分光棱鏡4上。在偏振分光棱鏡4的下方設(shè)置有全反射鏡5,全反射鏡5以45°傾斜角設(shè)置，由偏振分光棱鏡4和全反射鏡5反射的采樣光束3分別通過(guò)各自的偏振片6照射到濾光片7上，采樣光束3經(jīng)衰減后進(jìn)入帶衰減片的探測(cè)器8，由探測(cè)器8出來(lái)的采樣光束3進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及顯示模塊9，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及顯示、并上傳至上位機(jī)中。其中，為滿(mǎn)足光電元件的使用要求，在探測(cè)器8前端加入的寬波段吸收型濾光片7的型號(hào)為GCC-3010，探測(cè)器8的型號(hào)為2CR111S封裝式硅光伏探測(cè)器。所述的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊9為通用單片機(jī)控制電路。如圖2所示，一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟(i)激光采樣(SI)調(diào)節(jié)并固定采光鏡片2的偏折角度，使采樣光束3傳播方向與激光主光路垂直分開(kāi)，同時(shí)也垂直照射在偏振分光棱鏡4上。(ii)采樣調(diào)節(jié)(S2)米樣光束3垂直照射進(jìn)入偏振分光棱鏡4,光束通過(guò)棱鏡內(nèi)部的多層介質(zhì)分光膜后,米樣光束3中的s光和P光被分為垂直分開(kāi)的兩束光；從互相垂直的兩相鄰表面射出，分別測(cè)量采光鏡片2對(duì)s光及P光的兩個(gè)不同偏振方向分量的反射比率，對(duì)其中反射比率較高的光束再使用可旋轉(zhuǎn)的偏振片6進(jìn)行光強(qiáng)的單獨(dú)衰減，反復(fù)測(cè)量、調(diào)節(jié)直至兩束光的反射比率相等。(iii)光電轉(zhuǎn)換(S3)利用全反射鏡5反射偏振分光棱鏡4的透射光，將分開(kāi)衰減后的兩束不同偏振方向的采樣光經(jīng)過(guò)濾光片7進(jìn)行整體光強(qiáng)的衰減后均以小于3°的小角度垂直入射至同一個(gè)探測(cè)器8上，將光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為與其成比例的電流信號(hào)。(iv)信號(hào)處理(S4)利用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊9中的整形電路以及單片機(jī)對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行采集、處理、計(jì)笪ο首先，將電流信號(hào)通過(guò)電流/電壓處理電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電壓信號(hào)；然后，將電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；再后，利用單片機(jī)編制程序?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行采集和處理，并計(jì)算出當(dāng)前激光的輸出功率。其中，單片機(jī)的型號(hào)為ADUC824。(V )數(shù)據(jù)顯示及傳輸(S5)利用數(shù)據(jù)處理及顯示模塊9中的單片機(jī)編程驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，本地顯示實(shí)時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)，同時(shí)帶數(shù)據(jù)輸出接口的電路板可以將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)以便進(jìn)行集中顯示、監(jiān)測(cè)。本專(zhuān)利技術(shù)對(duì)寬波段、偏振度不定的多路激光進(jìn)行功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，簡(jiǎn)化了步驟，提高了效率，擁有良好的擴(kuò)展性。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：包括激光光束（1）照射到設(shè)置在主光路中的采光鏡片（2）上，采光鏡片（2）以?xún)A斜角設(shè)置，在采光鏡片（2）的正下方設(shè)置有偏振分光棱鏡（3），使采樣光束（3）垂直照射到偏振分光棱鏡（4）上，在偏振分光棱鏡（4）的下方設(shè)置有全反射鏡（5），全反射鏡（5）以?xún)A斜角設(shè)置，由偏振分光棱鏡（4）和全反射鏡（5）反射的采樣光束（3）分別通過(guò)各自的偏振片（6）照射到濾光片（7）上，采樣光束（3）經(jīng)衰減后進(jìn)入帶衰減片的探測(cè)器（8），由探測(cè)器（8）出來(lái)的采樣光束（3）進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及顯示模塊（9）。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于包括激光光束(I)照射到設(shè)置在主光路中的采光鏡片(2)上，采光鏡片(2)以?xún)A斜角設(shè)置，在采光鏡片(2)的正下方設(shè)置有偏振分光棱鏡(3),使米樣光束(3)垂直照射到偏振分光棱鏡(4)上,在偏振分光棱鏡(4)的下方設(shè)置有全反射鏡(5)，全反射鏡(5)以?xún)A斜角設(shè)置，由偏振分光棱鏡(4)和全反射鏡(5)反射的采樣光束(3)分別通過(guò)各自的偏振片(6)照射到濾光片(7)上，采樣光束(3 )經(jīng)衰減后進(jìn)入帶衰減片的探測(cè)器(8 )，由探測(cè)器(8 )出來(lái)的采樣光束(3 )進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及顯示模塊(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種不受偏振度影響的激光實(shí)時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的采光鏡片(2)和全反射鏡(5)均以45°傾斜角設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種不受偏振度影響的激光時(shí)功率監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理及顯示模塊(9)為通用單片機(jī)控制電路。4.按照權(quán)利要求I所述的不受偏振度影響的激...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張?jiān)?/a>，陳志理，但勇軍，楊斌，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：核工業(yè)理化工程研究院，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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