【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高功率激光功率计，具体涉及一种高功率激光功率计的标定方法和设备。
技术介绍
1、激光加工具有远距离操作、快速和局部传热、降低加工成本和减少材料浪费等优点，具体的应用有激光切割和焊接、激光清洗，激光熔覆等等。在这些应用中，激光功率，或者激光功率密度，决定了能量传递到材料中的速率，是一个重要的加工指标。激光功率计读数的准确性对于激光系统制造商和激光工程师来说非常重要：高功率激光器一方面可以缩短激光加工时间，促进生产效率，另一方面由于功率高，对功率测量的比较小的相对误差，却能产生比较大的绝对值误差，对材料和加工过程的影响很大。所以，对高功率测量需要准确，才能保证生产控制以及故障分析等顺利进行。
2、参考专利cn104505701a，公开的一种高功率激光器设置功率标定方法，该
属于针对激光器的功率设置，默认激光功率计测量的数据为准确值，所以并没有对激光功率计测量的结果进行标定。
3、参考专利cn113566954a，公开的一种高功率激光功率计标定方法及标定装置，该技术用到三台500w偏振激光器以实现对千瓦级激光功率计的标定。
4、在包括上述两个专利的现有技术中，专利cn113566954a的不足之处在于需要同时协调使用三台激光器，使得系统比较庞大而且操作复杂，设备成本也比较高。而如果只用一台激光器，由于在千瓦级的光纤激光器都是非保偏激光器，激光偏振态会随机变动。而如果用偏振片来解决偏振态的不稳定问题，则在测量中会造成很大的能量波动以及损失，所以一台千瓦级激光器并不能直接用于激光功率
5、针对如上所述的针对千瓦级功率计标定的难题，即在保证标定精度的同时降低成本、简化测量复杂度和减小系统体积，本专利技术提出了一种用普通工业光纤激光器实现仪器级针对千瓦激光功率计标定的方法和装置。普通光纤是指非保偏激光器以及非单模激光器。其特点是偏振态不确定，并且随时间变化。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高功率激光功率计的标定方法和设备，基于普通工业光纤激光器实现仪器级针对千瓦激光功率计标定，从而在解决对千瓦级功率计标定的难题外，保证标定精度的同时降低成本、简化测量复杂度和减小系统体积。
2、而上述所指普通工业光纤激光器是指非保偏激光器以及非单模激光器。
3、技术方案
4、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、一种高功率激光功率计的标定方法和设备，包括以下步骤：
6、s01、激光器输出的发散的激光经过准直镜成为准直激光；
7、s02、所述准直激光直射第一取样器的y-z法平面上和第二取样器的x-z法平面上的被分成了三束激光，其中：
8、s21、第一束激光由y-z法平面反射、并被第一低功率计检测端接收；
9、s22、第二束激光由x-z法平面反射、并被第二低功率计检测端接收
10、s23、第三束激光依次透过第一取样器和第二取样器；
11、s03、所述第三束激光由扩束镜头传递，并被装配在电动平移台上的第一功率计和第二功率计依次检测。
12、作为优选的，在执行所述步骤s03中第一功率计和第二功率计切换过程中，会启动电动上下升降台驱使折光反射镜对所述准直激光进行挡光，以使准直激光折射至激光收集器的接收端。
13、作为优选的，所述步骤s21中取样光束是采集布置于第一取样器和第二取样器后方承接通过的光束用的扩束镜头，所述扩束镜头的变倍为1-4x。
14、作为优选的，所述步骤s21和所述步骤s22中的第一低功率计和第二低功率计检测端接收，会被加在一起，则总取样值为：
15、wref(t)＝wref1(t)+wref2(t)，
16、其中，wref1(t)为第一低功率计采集数据，wref2(t)为第二低功率计采集数据。
17、作为优选的，所述激光器的激光功率的范围在100w到1000w之间。
18、作为优选的，所述步骤s01中的所述准直激光的光斑大小为16mm。
19、作为优选的，所述步骤s03中第一功率计和第二功率计依次检测光由扩束镜头传递三束激光的步骤包括：
20、s31、在某一个时刻t1，第一功率计对所述三束激光检测时，分别得到wstd(t1)和wref(t1)；
21、s32、所述第二功率计对所述三束激光检测时，分别得到wdut(t2)和wref(t2)，则第二功率计的校准因子c在功率为wdut时可以表示为：
22、
23、s33、通过一系列不同功率的测量值以及曲线拟合，可以得到校准因子c与所述第二功率计测量到的功率关系函数：
24、
25、其中，wstd为第一功率计采样数据，wdut为第二功率计采样数据，而w标定为到达第二功率计的经过标定后的激光功率数值。
26、一种高功率激光功率计的标定设备，用于实现上述技术中所述的高功率激光功率计的标定方法，还包括沿激光器输出端轴心方向依次布置的准直镜、取样器封装和扩束镜头，其中：
27、所述激光器输出头固定安装的qbh被镜座接口固定到准直镜上；
28、位于准直镜和取样器封装之间布置有被电动上下升降台驱动沿竖向移动的折光反射镜，所述折光反射镜位于准直镜和取样器封装之间时候，激光被反射至激光收集器。
29、作为优选的，沿所述激光器输出端方向所述取样器封装内依次设置有第一取样器和第二取样器；
30、所述第一取样器的法平面在y-z平面上，而第二取样器的法平面在x-z平面上；
31、还包括第一低功率计和第二低功率计，所述第一低功率计采样端接收所述第一取样器反射光，所述第二低功率计采样端接收所述第二取样器折反射光。
32、作为优选的，所述第一取样器和所述第二取样器的第一个面为没有镀膜的裸面，而第二面则有镀增透膜。
33、有益效果
34、在上述技术方案中，本专利技术提供的一种高功率激光功率计的标定方法和设备，具备以下有益效果：可完全消除了由于激光偏振不稳定带来的取样误差，使得整个系统的精度，仅仅取决于ref与std的校准精度。使用一台工业用激光器即可完成校准，大大降低了装置的成本，并且使得整个系统紧凑，而且操作较为简单。
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1.一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，在执行所述步骤S03中第一功率计(12)和第二功率计(13)切换过程中，会启动电动上下升降台(16)驱使折光反射镜(14)对所述准直激光进行挡光，以使准直激光折射至激光收集器(5)的接收端。
3.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤S21中取样光束是采集布置于第一取样器(8)和第二取样器(9)后方承接通过的光束用的扩束镜头(11)，所述扩束镜头(11)的变倍为1-4X。
4.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤S21和所述步骤S22中的第一低功率计(6)和第二低功率计(7)检测端接收，会被加在一起，则总取样值为：
5.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述激光器(1)的激光功率的范围在100W到1000W之间。
6.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤S0
7.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤S03中第一功率计(12)和第二功率计(13)依次检测光由扩束镜头(11)传递三束激光的步骤包括：
8.一种高功率激光功率计的标定设备，其特征在于，用于实现上述权利要求1-7任一项所述的高功率激光功率计的标定方法，还包括沿激光器(1)输出端轴心方向依次布置的准直镜(3)、取样器封装(10)和扩束镜头(11)，其中：
9.根据权利要求8所述的一种高功率激光功率计的标定设备，其特征在于，沿所述激光器(1)输出端方向所述取样器封装(10)内依次设置有第一取样器(8)和第二取样器(9)；
10.根据权利要求9所述的一种高功率激光功率计的标定设备，其特征在于，所述第一取样器(8)和所述第二取样器(9)的第一个面为没有镀膜的裸面，而第二面则有镀增透膜。
...【技术特征摘要】
1.一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，在执行所述步骤s03中第一功率计(12)和第二功率计(13)切换过程中，会启动电动上下升降台(16)驱使折光反射镜(14)对所述准直激光进行挡光，以使准直激光折射至激光收集器(5)的接收端。
3.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤s21中取样光束是采集布置于第一取样器(8)和第二取样器(9)后方承接通过的光束用的扩束镜头(11)，所述扩束镜头(11)的变倍为1-4x。
4.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述步骤s21和所述步骤s22中的第一低功率计(6)和第二低功率计(7)检测端接收，会被加在一起，则总取样值为：
5.根据权利要求1所述的一种高功率激光功率计的标定方法，其特征在于，所述激光器(1)的激光功率的范围在100w到1000w之间。
【专利技术属性】
技术研发人员：曲英丽，张金兴，朱敏，王国力，吴玉堂，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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