CN105222890B - 振动式激光能量探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及能量探测器技术领域，尤其涉及一种振动式激光能量探测器，包括密封的壳体、用于接受激光照射的振动片、输出单元，所述壳体设置有检测仓、用于激光射入所述检测仓的入射窗，所述振动片为在激光打击下可振动的弹性薄片，所述振动片设置于所述检测仓内对应所述入射窗处，所述检测仓内设置有检测所述振动片振幅的检测装置，所述检测装置的输出端与所述输出单元连接，本发明的振动片在激光脉冲的作用下发生振动，振幅的大小与激光能量的大小存在对应关系，经过标定后，可以通过检测装置检测振动片的振幅，从而换算得知激光脉冲的能量。

Description

振动式激光能量探测器

技术领域

本发明涉及能量探测器技术领域，特别是涉及一种振动式激光能量探测器。

背景技术

激光能量探测器是在使用激光器时常用的设备。常用的激光能量探测器中使用的探测材料主要为热电材料和光电材料两种。其中，热电材料吸收光能后转换成热量，导致电阻等物理量发生变化并产生电信号；而光电材料则直接将光能转变成光生载流子，形成电压或电流信号。一般将使用热电材料的探测器称为光-热-电型探测器，将使用光电材料的探测器称为光电探测器。而对于高能量的调Q 脉冲激光，光电探测器需要使用衰减片将光强进行足够的衰减才能进行探测，成本较高；光-热-电型探测器，响应速度较慢，不适用于实时探测脉冲激光器每个输出脉冲的能量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种振动式激光能量探测器，其结构科学，利用振动片吸收激光后产生振动，检测振动片的振幅测定激光的能量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种振动式激光能量探测器，其包括密封的壳体、用于接受激光照射的振动片、输出单元，所述壳体设置有检测仓、用于激光射入所述检测仓的入射窗，所述振动片为在激光打击下可振动的弹性薄片，所述振动片设置于所述检测仓内对应所述入射窗处，所述检测仓内设置有检测所述振动片振幅的检测装置，所述检测装置的输出端与所述输出单元连接。

所述入射窗设置有光阑。

所述振动片为长条状，所述振动片的一端或两端与所述壳体固定连接，所述振动片包括弹性底层、发射率大于0.9的吸光层，所述吸光层靠近所述入射窗的一侧。

所述吸光层为聚四氟乙烯薄膜。

所述检测装置包括滑动变阻器，所述弹性底层为导电金属板，该导电金属板为所述滑动变阻器的滑片。

所述振动片的一端与所述壳体固定连接，所述检测装置为检测所述振动片另一端位置的位移传感器。

所述检测仓内设置有使所述振动片回复初始位置的归零装置。

所述检测仓内为真空。

所述输出单元包括用于数据处理的微处理器、用于显示结果的显示器。

所述检测仓内设置有温度传感器。

本发明的有益效果是：一种振动式激光能量探测器，其包括密封的壳体、用于接受激光照射的振动片、输出单元，所述壳体设置有检测仓、用于激光射入所述检测仓的入射窗，所述振动片为在激光打击下可振动的弹性薄片，所述振动片设置于所述检测仓内对应所述入射窗处，所述检测仓内设置有检测所述振动片振幅的检测装置，所述检测装置的输出端与所述输出单元连接，本发明的振动片在激光脉冲的作用下发生振动，振幅的大小与激光能量的大小存在对应关系，经过标定后，可以通过检测装置检测振动片的振幅，从而换算得知激光脉冲的能量。

附图说明

图1是本发明的振动式激光能量探测器结构示意图。

附图标记说明：

1——壳体 2——振动片

21——弹性底层 22——吸光层

3——检测仓 4——入射窗

5——检测装置 6——光阑

7——归零装置 71——导轨

72——滑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1所示，本实施例的振动式激光能量探测器，其包括密封的壳体1、用于接受激光照射的振动片2、输出单元（图中没有画出），所述壳体1设置有检测仓3、用于激光射入所述检测仓3的入射窗4，所述振动片2为在激光打击下可振动的弹性薄片，所述振动片2设置于所述检测仓3内对应所述入射窗4处，所述检测仓3内设置有检测所述振动片2振幅的检测装置5，所述检测装置5的输出端与所述输出单元连接，本发明使用时，激光脉冲从入射窗4射入检测仓3并射在振动片2上，振动片2吸收激光脉冲的能量后发生振动，振动的振幅与激光脉冲的能量有关，通过提前标定，使用时利用检测装置5检测振动片2的振幅即可，然后通过输出单元将检测结果输出，并通过计算机程序将振幅换算为激光脉冲的能量。

进一步的，所述入射窗4设置有光阑6，从而通过光阑控制射入的激光卖光的强弱。

进一步的，所述振动片2为长条状，所述振动片2的一端或两端与所述壳体1固定连接，当振动片2的两端与壳体1固定连接时，振动片2的振幅幅度较小，不利于检测，附图1的实施例中为振动片2的一端与壳体1固定连接，另一端自由伸入，自由端在激光脉冲的作用下振动的幅度较大。

所述振动片2包括弹性底层21、发射率大于0.9的吸光层22，所述吸光层22靠近所述入射窗4的一侧。吸光层22的材料可以为聚四氟乙烯薄膜、或黑漆、或铝箔，当吸光层22的发射率较大时，其更容易吸收激光脉冲的能量。由于吸光层22一般不具有良好的机械性能，采用弹性底层21可以对吸光层22进行支撑。

采用聚四氟乙烯薄膜为吸光层22，相比一般材料，可以减少光能转化为热能，光子的动量被吸光层22吸收，使得吸光层22受到冲击力，进而使得振动片2振动。

而对于有些材料，如黑漆或铝箔，吸光层22吸收激光能量迅速气化并几乎同时形成大量稠密的高温、高压等离子体，该等离子体继续吸收激光能量急剧升温膨胀，然后形成冲击波作用于振动片2表面使其振动。

检测振动片2的振幅可以采用现有各种技术，如采用电阻式、电容式、 涡流式、压电式、感应同步式、磁栅式、光电式等电测法测量位移。本实施例中，所述检测装置5包括滑动变阻器，所述弹性底层21为导电金属板，该导电金属板为所述滑动变阻器的滑片，弹性底层21振动时，其与滑动变阻器接触的位置不同，使得滑动变阻器的电阻不同，通过电阻值确定振幅的大小。

还可以采用其他方式检测振幅大小，如振动片2的一端与所述壳体1固定连接，所述检测装置5为检测所述振动片2另一端位置的（光电式）位移传感器。

进一步的，检测前需要将振动片调整至初始位置，所述检测仓3内设置有使所述振动片2回复初始位置的归零装置7，本实施例的归零装置7包括导轨71、滑块72，滑块72可以沿导轨71上下运动，利用滑块72向上移动抵触振动片2使其停止振动。

进一步的，为减少减仓过程的干扰，所述检测仓3内为真空环境。

进一步的，所述输出单元包括用于数据处理的微处理器、用于显示结果的显示器，检测的结果经处理后直接在显示器上输出。

进一步的，当温度发生较大变化时，吸光层22的发射率发生变化，会影响检测结果，本实施例在所述检测仓3内设置有温度传感器，检测振动片2的温度，然后在数据处理时予以校正。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.振动式激光能量探测器，其特征在于：包括密封的壳体（1）、用于接受激光照射的振动片（2）和输出单元，所述壳体（1）设置有检测仓（3）和用于激光射入所述检测仓（3）的入射窗（4），所述振动片（2）为在激光打击下可振动的弹性薄片，所述振动片（2）设置于所述检测仓（3）内对应所述入射窗（4）处，所述检测仓（3）内设置有检测所述振动片（2）振幅的检测装置（5），所述检测装置（5）的输出端与所述输出单元连接；所述振动片（2）为长条状，所述振动片（2）的一端或两端与所述壳体（1）固定连接，所述振动片（2）包括弹性底层（21）和发射率大于0.9 的吸光层（22），所述吸光层（22）靠近所述入射窗（4）的一侧；所述检测装置（5）包括滑动变阻器，所述弹性底层（21）为导电金属板，该导电金属板为所述滑动变阻器的滑片。

2.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述入射窗（4）设置有光阑（6）。

3.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述吸光层（22）为聚四氟乙烯薄膜。

4.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述检测仓（3）内设置有使所述振动片（2）回复初始位置的归零装置（7）。

5.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述检测仓（3）内为真空。

6.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述输出单元包括用于数据处理的微处理器和用于显示结果的显示器。

7.根据权利要求1 所述的振动式激光能量探测器，其特征在于：所述检测仓（3）内设置有温度传感器。