基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法和系统，涉及光学参数检测技术领域

【技术实现步骤摘要】
基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法和系统


[0001]本专利技术涉及光学参数检测
，尤其涉及一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法和系统
。

技术介绍

[0002]一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在
400nm
到
700nm
之间
。
不可见光是指除可见光外其他所有人眼所不能感知的波长的电磁波，包括无线电波
、
微波
、
远红外光
、
红外光
、
紫外光
、X
射线
、
γ
射线等
。
不可见光因为人眼或常规成像系统无法观测到，所以无法直接进行相关参数测量
。
光束的相关参数包括直径
、
横截面分瓣
、
测量光场分布
、
光斑直径
、
发散角大小等参数，反映不可见光的光场分布和传输情况
。
比如公开号为
CN108363258A
的专利申请通过可见光波段矢量光束生成系统将可见光波段转化为紫外波段，从而获得紫外矢量光束
。
目前测量不可见光的方法需要专门的探测器或设备进行探测，可以用专用波长的
CCD
进行测量，但仅能测量某一位置光束的相关参数，如光斑大小和能量分布情况等
。
而且这些专门的探测器和设备往往具有特定的光谱响应范围，在目标检测光源范围外，易受到外界光源的干扰，从而使得测量数据不准确；也可以使用红外相机等装置进行测量，但需要配合成像装置，成像波长范围有限，易受环境影响，而且在光路调节时使用不方便，不如转换成人眼可见的可见光再进行测量和调节更加方便，而且可使用的器件更多
、
更便宜
。
[0003]公开号为
CN112198133A
的专利申请对其进行了改进，通过将红外激光转化为可见光，从而可以计算红外激光在传输过程中的稳定性和损耗
。
生成的光但需要在红外倍频片表面添加滤光片或镀各种膜，这使器件工艺更加复杂，成本增加，并容易引入杂质，使得光路系统不可靠
。
[0004]在现有技术中，激光雷达是一种基于激光进行探测与测距的仪器
。
在探测不同目标之前，需要了解激光源的参数或部分参数，比如激光源的光斑的直径
、
横截面分瓣
、
光斑大小
、
发射角
、
光场分布
、
束腰位置等空间参数，此时，激光源就成为了待测光源
。
然而，现有技术中还没有直接
、
可靠地测量不可见光束参数的方法和装置
。
因此，如何直接简单地
、
准确可靠和低成本地测量不可见光束参数成为亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法和系统，以期至少部分地解决现有技术中存在的不足
。
[0006]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案来实现：在一可选实施例中，本专利技术提供了一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法，包括如下步骤：形成包含待测的不可见光束的入射光，并使其入射一光学晶体，所述光学晶体包含非线性频率变换单元；所述入射光穿过所述光学晶体转换为出射光；测量所述出射光中包含的可见光的参数，基于所述可见光的参数获得所述不可见光的参数；其中，所述可见光的光斑中心位置和待测的不可见光束的光斑中心位置始终相同
。
优选的，所述
可见光的参数可以为所述可见光的部分参数或全部参数
。
优选的，所述非线性频率变换单元为和频晶体
、
差频晶体
、
倍频晶体中的至少一种
。
在另一可选实施例中，所述光学晶体采用非线性频率变换单元
。
所述光学晶体侧面没有滤光片
、
偏振片
、
双色膜等，使得光学器件更加简单可靠，制造成本低
。
当所述非线性频率变换单元为和频晶体和
/
或差频晶体时，使用待测的不可见光束与辅助光束通过二向色镜单元叠加来形成所述入射光，所述辅助光束的模场的面积和发散角均大于等于所述待测的不可见光束的模场的面积和发散角；当所述非线性频率变换单元为倍频晶体时，由所述待测的不可见光束组成所述入射光
。
[0007]在一可选实施例中，本专利技术提供了一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法，测量可见光的参数的步骤中，直接使用尺子测量和
/
或使用测试器件来接收所述可见光，所述测试器件为
CCD
摄像头
、CCD
传感器
、
光功率计
、
光电探丝器和光分流器
。
所述尺子包括直尺
、
千分尺
、
六分仪
、
游标卡尺
、
螺旋测微器
、
量角器和
/
或角尺等至少一种或多种的组合
。
[0008]可见光的参数测量可以通过肉眼配合尺子等工具实现直接测量，在现有测量系统中，为测量不可见光的参数，通常不会采用以尺子和
/
或测试器件测量可见光的方式来实现
。
可选的，所述可见光的参数可以为所述可见光的部分参数或全部参数，所述不可见光的参数为部分参数或全部参数
。
可选的，直尺与系统分离设置或一体设置
。
其中分离设置指尺子与测量不可见光束的测量系统分开设置，人工可以拿尺子进行测量
。
一体设置指尺子设置在测量不可见光束的测量系统上，且可根据测量需要自由移动，人工可以通过尺子进行测量
。
优选的，使用光屏接收可见光，光屏可与尺子配合使用，直接使用尺子测量可见光的参数，比如光斑大小，覆盖范围，发散角大小等，从而进一步测量到不可见光的参数
。
使用尺子测量可见光的参数降低了系统的复杂度，同时也降低了测量难度
。
[0009]在一可选实施例中，本专利技术提供了一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法，所述可见光的部分参数包括光斑的直径
、
发散角大小
、
横截面分瓣
、
光场分布中的至少之一
。
[0010]在一可选实施例中，本专利技术提供了一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法，在测量可见光的参数之前，还包括将出射光中的辅助光束去除的步骤；和
/
或在测量可见光的参数之前，还包括通过温控装置对光学晶体进行温度控制来满足和频相位匹配条件和
/
或差频相位匹配条件，或者倍频相位匹配条件的控制步骤
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：形成包含待测的不可见光束的入射光，并使其入射一光学晶体，所述光学晶体包含非线性频率变换单元；所述入射光穿过所述光学晶体转换为出射光；测量所述出射光中包含的可见光的参数，基于所述可见光的参数获得所述不可见光的参数；其中，所述可见光的光斑中心位置和待测的不可见光束的光斑中心位置始终相同；所述非线性频率变换单元为和频晶体
、
差频晶体
、
倍频晶体中的至少一种；当所述非线性频率变换单元为和频晶体和
/
或差频晶体时，使用待测的不可见光束与辅助光束通过二向色镜单元叠加来形成所述入射光，所述辅助光束的模场的面积和发散角均大于等于所述待测的不可见光束的模场的面积和发散角；当所述非线性频率变换单元为倍频晶体时，由所述待测的不可见光束组成所述入射光
。2.
如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，测量可见光的参数的步骤中，直接使用尺子测量和
/
或使用测试器件来接收所述可见光，所述测试器件为
CCD
摄像头
、CCD
传感器
、
光功率计
、
光电探丝器和光分流器
。3.
如权利要求2所述的测量方法，其特征在于，所述可见光的参数包括光斑的直径
、
发散角大小
、
横截面分瓣
、
光场分布中的至少之一
。4.
如权利要求3所述的测量方法，其特征在于，在测量可见光的参数之前，还包括将出射光中的辅助光束去除的步骤；和
/
或在测量可见光的参数之前，还包括通过温控装置对光学晶体进行温度控制来满足和频相位匹配条件和
/
或差频相位匹配条件，或者倍频相位匹配条件的控制步骤
。5.
一种基于非线性频率变换的不可见光参数测量系统，其特征在于，包括：待测光源，用于发出待测的不可见光束；入射光形成单元，用于形成包含所述待测的不可见光束的入射光；光学晶体，所述光学晶体包含非线性频率变换单元，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，潘伟巍，赵儒臣，董金岩，付小虎，
申请(专利权)人：上海频准激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：