CN102175310A - 一种激光近场强度分布测量装置 - Google Patents

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田英华
叶一东
李国会
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Abstract

本发明公开了一种激光近场强度分布测量装置，所述装置中的CCD底座、衰减片组框、缩束镜头支架依次固定于底座上，滤光片框通过螺纹与CCD的接口直接连接，衰减片组框的一端通过圆形凸起与滤光片框连接，另一端通过螺纹与缩束镜头连接。不同口径的激光经过本发明中的倍率合适的缩束镜头缩束为与CCD像面尺寸相匹配的细光束，再经过倍率合适的衰减片的组合，将激光强度衰减至CCD可接受的范围，通过相应波长的窄带滤光片后，仅有被测波长激光进入CCD，CCD直接测量被测激光的近场强度分布，确保测量结果反映被测激光的真实近场特性。本发明的激光近场强度分布测量装置结构简单，使用方便。

Description

一种激光近场强度分布测量装置
技术领域
本发明属于高能激光系统光学参数测量领域，具体涉及一种激光近场强度分布测量装置。用于高能激光系统中，测量激光近场光斑强度分布。
背景技术
在高能激光系统中，高能激光应有均匀的近场强度分布，防止镜面破坏和热变形以及不均匀热晕造成的光束偏移和发散，以及强度的高频起伏造成的光束发散。目前，公知的激光近场强度分布测量采用漫反射屏取样技术，高能激光照射在一个漫反射屏上，CCD接收漫反射光。但是相干激光照射在粗糙表面会形成散斑，散斑是随机分布在空间的一些亮点，这些亮点的存在导致测量得到的强度分布上叠加了明显的尖峰，且强度尖峰并不是激光本身存在的，会严重影响测量结果的准确性。
发明内容
本发明提供一种激光近场强度分布测量装置。
本发明的激光近场强度分布测量装置，特点是，所述的测量装置含有CCD、窄带滤光片、衰减片、缩束镜头、衰减片组框、CCD底座、缩束镜头支架、滤光片框和底座；所述衰减片组框由数个衰减片框组成。 所述CCD底座、衰减片组框、缩束镜头支架依次固定于底座上；CCD与CCD底座连接，缩束镜头与缩束镜头支架连接；窄带滤光片置于滤光片框内，滤光片框通过螺纹与CCD的接口直接连接；衰减片置于尺寸和形状相当的衰减片组框中，衰减片组框的一端通过与滤光片框尺寸相匹配的圆形凸起与滤光片框直接连接，防止杂光进入CCD影响测量结果的准确性，另一端通过螺纹与缩束镜头连接。CCD、窄带滤光片、衰减片、缩束镜头均为同心，且中心高度与被测激光光轴高度相同。
所述的CCD的响应波长与被测激光波长相匹配。
所述的窄带滤光片的通过波长与被测激光波长相匹配。
所述的窄带滤光片尺寸与CCD接口尺寸相匹配。
所述的窄带滤光片框螺纹与CCD接口螺纹相匹配。
所述的衰减片可以为圆形或者方形，衰减片的尺寸与CCD接口尺寸相匹配。
所述的衰减片组框设置有二~六个衰减片框，衰减片框的形状和尺寸与衰减片的形状和尺寸相匹配。
所述的衰减片可以为吸收式衰减片或者反射式衰减片，当衰减片为吸收式衰减片时，衰减片框平行设置，当衰减片为反射式衰减片时，反射式衰减片依次按照每个反射式衰减片上入射激光到反射激光的角度为60°和-60°交替设置，且呈锯齿状排列。
所述的CCD由CCD底座支撑，缩束镜头由缩束镜头支架支撑，且CCD底座和缩束镜头支架的高度使得CCD和缩束镜头的中心高度与被测激光光轴高度相同。
所述的激光近场强度分布测量装置的中心高度与被测激光光轴高度相同。
所述的缩束镜头的缩束倍率与被测激光直径和CCD像面尺寸匹配。
在高能激光系统中，被测激光束垂直入射到本发明的高能激光近场强度分布测量装置，并且激光光轴与本发明的高能激光近场强度分布测量装置中心光轴重合，不同口径的被测激光束首先经过倍率合适的缩束镜头缩束为与CCD像面尺寸相匹配的细光束，由于CCD属于弱光探测器，被测激光束经过倍率合适的衰减片的组合，将激光强度衰减至CCD可接收的范围，由于杂散光的存在会影响被测真实光斑的提取，为了保证仅有被测激光波长进入CCD，被测激光通过相应波长的窄带滤光片后直接进入CCD，光束被测截面强度分布成像于CCD像面，数据采集处理系统对采集到的光斑图像进行分析计算，得到激光束近场强度分布。本发明的激光近场强度分布测量装置中CCD直接测量被测激光的近场强度分布，测量结果反映被测激光的真实近场特性，结构简单、使用方便。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的主视图。
图2是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的俯视图。
图3是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的立体结构示意图。
图中，1.CCD    2.窄带滤光片     3.衰减片     4.缩束镜头    5.衰减片组框    6.CCD底座    7.缩束镜头支架     8.底座。
具体实施方式
实施例1
图1是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的主视图，图2是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的俯视图，图3是本发明的激光近场强度分布测量装置实施例1的立体结构示意图。在图1~图3中，本发明的激光近场强度分布测量装置包括CCD1、窄带滤光片2、衰减片3、缩束镜头4、衰减片组框5、CCD底座6、缩束镜头支架7和底座8。所述衰减片组框5由二～六个衰减片框组成。所述的CCD底座6、衰减片组框5、缩束镜头支架7依次固定于底座8上。缩束镜头4与缩束镜头支架7连接。CCD1响应波长与被测激光波长相匹配，CCD1置于CCD底座6上，CCD底座6的高度使得CCD1的像面中心高度与被测激光光轴高度相同。窄带滤光片2的通过波长与被测激光波长相匹配，窄带滤光片2置于与滤光片尺寸相匹配的滤光片框中，滤光片框为圆形，滤光片框通过与CCD1的接口相匹配的螺纹直接与CCD1相连。衰减片置于滤光片框内，滤光片框通过螺纹与CCD1的接口直接连接。衰减片3为吸收式衰减片，本实施例中共设置有四个不同量级的吸收式衰减片组合构成衰减片组，四个吸收式衰减片置于与衰减片形状和尺寸相匹配的衰减片组框5中，衰减片组框5设置有四个平行独立的衰减片框，且四个吸收式衰减片均同心，中心高度与被测激光光轴高度相同。吸收式衰减片的尺寸与CCD接口尺寸相匹配。衰减片组框5一端通过与滤光片框尺寸相匹配的圆形凸起直接与滤光片框相连，另一端通过螺纹与缩束镜头4相连，缩束镜头4的缩束倍率与被测激光口径和CCD1的像面尺寸相匹配，且可以根据不同的缩束倍率更换不同的缩束镜头。
实施例2
实施例2的结构与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中共设置有两个不同量级的吸收式衰减片组合构成衰减片组。
实施例3
实施例3的结构与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中共设置有六个不同量级的吸收式衰减片组合构成衰减片组。
实施例4
实施例4的结构与实施例1、2、3基本相同，不同之处在于衰减片设置为反射式衰减片，反射式衰减片依次按照每个反射式衰减片上入射激光到反射激光的角度为60°和-60°交替设置，且呈锯齿状排列，衰减片框设置为相应形状的衰减片框。
本发明的激光近场强度分布测量装置中，所述的缩束镜头可根据不同的被测激光直径进行更换。

Claims (8)

1.一种激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的测量装置含有CCD（1）、窄带滤光片（2）、衰减片（3）、缩束镜头（4）、衰减片组框（5）、CCD底座（6）、缩束镜头支架（7）、滤光片框和底座（8）；所述衰减片组框（5）由数个衰减片框组成； 所述CCD底座（6）、衰减片组框（5）、缩束镜头支架（7）依次固定于底座（8）上；CCD（1）与CCD底座（6）连接，缩束镜头（4）与缩束镜头支架（7）连接；窄带滤光片（2）置于滤光片框内，滤光片框通过螺纹与CCD（1）的接口直接连接；衰减片置于衰减片组框（5）中，衰减片组框（5）的一端通过圆形凸起与滤光片框连接，另一端通过螺纹与缩束镜头（4）连接；CCD（1）、窄带滤光片（2）、衰减片（3）、缩束镜头（4）均为同心，且中心高度与被测激光光轴高度相同。
2.根据权利要求1所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的CCD（1）的响应波长与被测激光波长相匹配。
3.根据权利要求1所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的窄带滤光片（2）的通过波长与被测激光波长相匹配。
4.根据权利要求1所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的衰减片（3）的尺寸与CCD（1）的接口尺寸相匹配。
5.根据权利要求1所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的衰减片组框（5）中设置有二～六个衰减片框。
6.根据权利要求5所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的衰减片为吸收式衰减片，且衰减片框平行设置。
7.根据权利要求5所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的衰减片为反射式衰减片，反射式衰减片依次按照每个反射式衰减片上入射激光到反射激光的角度为60°和-60°交替设置，且呈锯齿状排列。
8.根据权利要求5所述的激光近场强度分布测量装置，其特征在于：所述的衰减片框的形状和尺寸与衰减片的形状和尺寸相匹配。
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