【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光应用，具体涉及一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置及方法。
技术介绍
1、随着激光技术的不断发展，对应用于大功率、高能量激光系统，以及激光防护系统中的光学薄膜器件提出了高损伤阈值的要求。但目前在激光损伤阈值的测量上，还存在测量标准不统一、重复性不好、准确性差、相互结果难以比对等问题，其主要原因在于系统中聚焦光斑的模式和大小无法精确测量，而聚焦光斑的大小和模式直接影响测量结果。因此如何精确测量聚焦光斑的大小、调节聚焦光斑的大小和确定聚焦光斑模式尤为重要。
2、目前搭建的激光损伤测试装置主要依据iso21254国际标准中零概率损伤阈值测试的相关要求。现有的多波长激光损伤测试装置中，公告号为“cn 110174245 b”中采用多光路结构，根据测试需求自动设定，公告号为“cn 116642668 a”中公开了单一波长脉冲激光损伤阈值测试装置，仅能用于特定检测需求的光学元件损伤特性检测。上述两个技术方案均采用单一聚焦透镜进行聚焦，聚焦光斑模式无法确认，大小无法精确测量，在有艾里斑激光光斑需求的情况无法明确光束的聚焦状态，特别在测试比较小的光学器件的损伤阈值时，聚焦光斑大小需要做出调整，以上两个方案都无法满足。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置及方法，以解决现有技术中存在的聚焦光斑模式无法确认、大小无法精确测量，在有艾里斑激光光斑需求的情况无法明确光束的聚焦状态，且在测试比较小的光学器件的损伤阈值时，聚焦光斑大小难以做
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置，包括激光器光源出射光路上依次设置的能量无极衰减装置、艾里斑装置、共轭测量装置、第二衰减片和第二光束质量分析仪；
3、所述的激光器输出激光脉冲；
4、所述能量无极衰减装置由第一偏振分束立方、二分之一波片以及第二偏振分束立方组成；
5、所述艾里斑装置由可控光阑和平凸聚焦透镜组成，可控光阑与平凸透镜行成夫琅禾费衍射；
6、所述共轭测量装置由平面分光镜、楔形分光镜、第一光束质量分析仪、能量计以及第一衰减片组成。
7、进一步的，上述第二光束质量分析仪设置于电动三轴载物台上。
8、进一步的，利用上述装置进行艾里斑激光光斑直径调整的方法，包括下列步骤：
9、步骤一：将第二光束质量分析仪放置在光轴焦点位置，通过调整电动三轴载物台的位置将光轴焦点辐照在第二光束质量分析仪感光面中心,使第二光束质量分析仪的光感表面位置与待测物体表面位置相同；
10、步骤二：在第二光束质量分析仪前方放置第二衰减片，衰减倍率为n4，其中n4＝n3*n2；
11、步骤三：调整二分之一波片的输出激光能量，使激光器输出激光的激光光斑辐照在第二二光束质量分析仪感光范围内；
12、步骤四：再次调整二分之一波片的输出激光能量，使第二光束质量分析仪清晰显示出光斑，且未达到饱和状态；
13、步骤五：调整平面分光镜(分光比n1:1)、楔形分光镜(分光比n2:1)，使第一光束质量分析仪可清晰显示出光斑，且未达到饱和状态；
14、步骤六：微调三轴载物台，使第二光束质量分析仪在光轴上光斑大小最小，并微调第一光束质量分析仪使光斑大小与第二光束质量分析仪一样最小；
15、步骤七：控制所述可控光阑，使光阑直径为di(i＝1、2、3、…n)，对应第二光束质量分析仪测量得到的光斑直径为li(i＝1、2、3、…n)；
16、步骤八：以li为纵轴，di为横轴，将(d1,l1)、(d2,l2)、…、(dn,ln)进行线性数据拟合得到函数l＝kd+b，通过该公式改变光缆直径大小，得到可调范围内任意的光斑直径。
17、与现有技术相比，本专利技术的优点：
18、1、本专利技术提供的能量无极衰减装置中，将两个偏振分束立方和空气隙零级二分之一波片组合，其中第一个偏振分束立方起到起偏的同时，也可将大功率激光器产生的退偏光滤除，进一步优化衰减装置的精度。通过改变可调空气隙零级二分之一波片的角度，可以改变线偏振激光通过零级二分之一波片之后的线偏角度，因此激光穿过第二个偏振分束立方(检偏器)即可产生衰减，透过率与角度关系为t＝cos2(2θ)，与公知的采用中性密度滤光片作为衰减结构的系统相比，可实现稳定的连续衰减。
19、2、艾里斑装置，采用可控光阑和平凸聚焦透镜组成典型的夫琅禾费圆孔衍射，在焦平面产生艾里斑，其光强分布确定，焦平面光斑直径可控。
20、3、共轭测量装置，采用一定厚度的分光平面镜和具有一定角度的楔形分光镜配合，可以使反射到光束质量分析仪探测表面的光斑只有一个，且与焦偏平面的光斑大小一致。公知的测量系统往往只有一个分光镜片，将分光光束照射到能量计上，也就是只实时监控主光路的激光能量，而对激光光束的光斑直径不进行实时监控；本专利技术通过共轭测量装置，保证了平凸透镜到光束质量分析仪的光程与到待测物体之间的光程相等，这样落在光束质量分析仪的光斑大小与落在待测待测物体的光斑大小相等，可实现实时监控和测量。
21、4、本专利技术首先采用光阑与聚焦透镜组成聚焦系统，可实现聚焦光斑0.2-0.8mm连续可调，然后利用夫琅禾费衍射使聚焦光斑行成标准的艾里斑，从而产生不同直径大小的标准的艾里斑光束，这样就可以保证聚焦光斑的光束质量，为准确测试奠定了基础，再通过改变光阑大小来改变艾里斑大小。本装置可实现激光器能量无极衰减，测量过程自动控制、自动测量、自动判别，效率高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置，包括激光器光源(1)，其特征在于：激光器光源(1)出射光路上依次设置有能量无极衰减装置(2)、艾里斑装置(3)、共轭测量装置(4)、第二衰减片(802)和第二光束质量分析仪(801)；所述的激光器光源(1)输出激光脉冲；所述能量无极衰减装置(2)由第一偏振分束立方(201)、二分之一波片(202)以及第二偏振分束立方(203)组成；所述艾里斑装置(3)由可控光阑(301)和平凸聚焦透镜(302)组成，可控光阑(301)与平凸透镜(302)行成夫琅禾费衍射；所述共轭测量装置(4)由平面分光镜(401)、楔形分光镜(402)、第一光束质量分析仪(403)、能量计(404)以及第一衰减片(405)组成。
2.根据权利要求1所述的一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置，其特征在于：所述第二光束质量分析仪(801)设置于电动三轴载物台(7)上。
3.根据权利要求1所述的一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置进行艾里斑激光光斑直径调整的方法，其特征在于：包括下列步骤：
【技术特征摘要】
1.一种激光损伤阈值测量系统工作光斑调整装置，包括激光器光源(1)，其特征在于：激光器光源(1)出射光路上依次设置有能量无极衰减装置(2)、艾里斑装置(3)、共轭测量装置(4)、第二衰减片(802)和第二光束质量分析仪(801)；所述的激光器光源(1)输出激光脉冲；所述能量无极衰减装置(2)由第一偏振分束立方(201)、二分之一波片(202)以及第二偏振分束立方(203)组成；所述艾里斑装置(3)由可控光阑(301)和平凸聚焦透镜(302)组成，可控光阑(301)与平...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，吴慎将，李昆澎，赵海阳，倪云昆，苏俊宏，徐均琪，时凯，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。