CN109297591A - 万瓦功率计 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种万瓦功率计，属于固体光学技术领域。其包括第一分光镜片、准直器、第二分光镜片及功率探测表头，第一分光镜片用于将待测激光器发出的激光反射至准直器，准直器的输出光经由第二分光镜片透射至功率探测表头，第一分光镜片与第二分光镜片的反射光与入射光的分光比分别为1％～10％。本发明提供的万瓦功率计，第一分光镜片及第二分光镜片的反射光仅为1％～10％，通过两次分光后可以将万瓦激光降低至百瓦以下，借助小功率的功率探测表头即可测量激光器发出的激光功率，结构简单，相比于热电堆型万瓦功率计，其成本降低70％以上，另外，在两个分光镜片之间设置有准直器，激光经准直后产生平行光，可以有效提高功率测量精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及固体光学技术领域，尤其涉及一种万瓦功率计。
背景技术
目前市场上万瓦功率计生产厂家为Ophir，其功率计探头为电热堆型，当激光光束照射功率计探头区域时，热电堆结构将光能转化为热量，再转化为电信号输出。详细来说，热电堆结构是涂有热电材料的吸收体，热电材料吸收大部分光能量并转化为热量，只有少部分反射。吸收与反射比例与材料的光谱响应曲线有关，吸收体的储热体和它的厚度决定了热量传输到探头的速度和反应时间。探头温度变化，能够产生电流，电流通过薄片环形成电阻转变成电压信号传输出来。这种功率计结构紧凑，使用方便，为市场上通用型功率计。但是高功率功率计依赖进口，且功率越高，所用热电材料成本越高昂，这是高功率功率计售价居高不下的原因。再者，万瓦级高功率功率计需要水冷散热，但是水温会影响热电材料响应数值，水温的波动会造成功率计度数的不稳定，往往会有±5％的误差。
现在市场上用于6kW至15kW高功率连续光纤激光器的功率测量与光斑质量分析的万瓦功率计只能依赖进口，售价高昂，若是在每条产线、测试处都购置一台进口万瓦功率计，则生产成本极其高昂。为此需要研发一种新型万瓦功率计以降低成本，实现产线、测试、研发等多个平台的搭建。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种万瓦功率计，结构简单，成本低廉，以解决现有的万瓦功率计依赖进口成本高昂的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种万瓦功率计，包括第一分光镜片、准直器、第二分光镜片及功率探测表头，所述第一分光镜片用于将待测激光器发出的激光反射至所述准直器，所述准直器的输出光经由所述第二分光镜片透射至所述功率探测表头，所述第一分光镜片与所述第二分光镜片的反射光与入射光的分光比分别为1％～10％。
其中，所述第一分光镜片的透射光与反射光的分光比为99：1或95：5或90：10；所述第二分光镜片的透射光与反射光的分光比为99：1或95：5或90：10。
其中，在所述第一分光镜片的反光面镀有增透膜，所述增透膜的波长范围在1000nm-1100nm。
其中，还包括光斑采集装置及数据处理装置，所述准直器的输出光经由所述第二分光镜片反射至所述光斑采集装置，所述数据处理装置分别与所述功率探测表头和所述光斑采集装置信号连接。
其中，所述光斑采集装置包括衰减器及CCD相机，所述第二分光镜片的反射光通过所述衰减器进入所述CCD相机成像。
其中，所述数据处理装置为PC终端，所述功率探测表头所能探测的最大功率值小于200W。
其中，所述准直器包括沿光路顺次设置的凸透镜及凹透镜，所述第一分光镜片的反射光顺次经过所述凸透镜和所述凹透镜后形成平行光。
其中，还包括吸光装置，所述吸光装置与所述第一分光镜片组装在一起，用于吸收经由所述第一分光镜片透射的光。
其中，还包括降温装置，所述降温装置与所述第一分光镜片组装在一起，所述降温装置采用水冷方式。
其中，还包括用于夹持激光器的夹持器，所述夹持器采用水冷方式散热。
(三)有益效果
本发明提供的万瓦功率计，第一分光镜片及第二分光镜片的反射光仅为1％～10％，通过两次分光后可以将万瓦激光降低至百瓦以下，借助小功率的功率探测表头即可测量激光器发出的激光功率，在两个分光镜片之间设置有准直器，激光经准直后产生平行光，可以有效提高功率测量精度；本发明实施例中的万瓦功率计通过第一分光镜片及第二分光镜片两个分光镜片即可实现万瓦激光功率测量，结构简单，即使镜片发生损坏也容易确定损害的镜片，方便维修更换；相比于热电堆型万瓦功率计，其成本降低70％以上，可以在工业性公司的产线、测试及研发等领域广泛使用。
附图说明
图1为本发明实施例万瓦功率计的结构示意图；
图中：1、第一分光镜片；2、准直器；21、凸透镜；22、凹透镜；3、第二分光镜片；4、功率探测表头；5、光斑采集装置；51、衰减器；52、CCD相机；6、数据处理装置；7、吸光装置；8、降温装置；9、夹持器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供的一种万瓦功率计包括第一分光镜片1、准直器2、第二分光镜片3及功率探测表头4，第一分光镜片1用于将待测激光器发出的激光反射至准直器2，准直器2的输出光经由第二分光镜片3透射至功率探测表头4。第一分光镜片1与第二分光镜片3的反射光与入射光的百分比分别为1％～10％。
本发明实施例中的万瓦功率计，第一分光镜片1及第二分光镜片3的反射光仅为1％～10％，通过两次分光后可以将万瓦激光降低至百瓦以下，从而可以借助小功率的功率探测表头4即可测量激光器发出的激光功率；经过准直器2准直后产生平行光，测量的精度比较高。本发明实施例中的万瓦功率计通过两个分光镜片即可实现万瓦激光功率测量，结构简单，即使镜片发生损坏也容易确定损害的镜片，方便维修更换；而且相比于热电堆型万瓦功率计，其成本降低70％以上，可以在工业性公司的产线、测试及研发等领域广泛使用。
具体地，第一分光镜片1的透射光与反射光的分光比可以为99：1或95：5或90：10；第二分光镜片3的透射光与反射光的分光比可以为99：1或95：5或90：10。通过分光比为99：1或95：5或90：10的第一分光镜片1及第二分光镜片3两次分光后，每次仅有1％或5％或10％的激光被反射出去，从而可以有效降低待测激光器发出的激光功率。其中，本发明实施例中的第一分光镜片1与第二分光镜片3可以为平面镜也可为楔形镜，只要满足特定的分光比即可。
另外，在第一分光镜片1的反射面上镀有增透膜，增透膜的波长范围在1000nm-1100nm，可以承受10kw以上的连续激光，这样可以透过99％或95％或90％的激光能量。
除此之外，本发明实施例中的万瓦功率计还包括光斑采集装置5及数据处理装置6，准直器2的输出光经由第二分光镜片3反射至光斑采集装置5，数据处理装置6读取功率探测表头4的数据计算激光器输出的激光功率同时接收光斑采集装置5获取的光斑并分析光斑质量。由此，本发明实施例中的万瓦功率计既可测量激光功率又可以测量光斑质量，功能更加多元。
其中，光斑采集装置5包括衰减器51及CCD相机52，第二分光镜片3的反射光通过衰减器51进入CCD相机52成像。通过衰减器51后，第二分光镜片3的反射光功率进一步降低，这样通过CCD相机52即可采集激光光斑数据。具体地，衰减器51为一片衰减片。
在本发明实施例中，数据处理装置6具体为PC终端，通过PC端可以方便快捷地计算和存储光斑质量信息及激光功率数据。当两次分光后，功率探测表头4的测量范围可以选用小量程即可，比如功率探测表头4探测的功率最大值小于200W。
具体地，准直器2包括沿光路顺次设置的凸透镜21及凹透镜22，第一分光镜片1的反射光顺次经过凸透镜21和凹透镜22后形成平行光。其中，凸透镜21可以为平凸镜，其凸面为入光面；凹透镜22为平凹镜，其凹面为出光面。
另外，本发明实施例中的万瓦功率计还包括吸光装置7，吸光装置7与第一分光镜片1组装在一起，用于吸收经由第一分光镜片1透射的光，以防第一分光镜片1透射的高功率激光散播到周围产生危害。
由于万瓦激光的热量很高，为此该万瓦功率计还包括降温装置8，降温装置8与第一分光镜片1组装在一起，降温装置8可以采用水冷方式，有效降低激光散发的热量。
另外，为了便于夹持激光器以限定激光出射的角度，本发明实施例中的万瓦激光器还包括夹持器9，用于夹持可以连续输出万瓦激光的激光器，其中夹持器9的基座上采用水冷散热设计，以防被激光灼伤损坏。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种万瓦功率计，其特征在于，包括第一分光镜片、准直器、第二分光镜片及功率探测表头，所述第一分光镜片用于将待测激光器发出的激光反射至所述准直器，所述准直器的输出光经由所述第二分光镜片透射至所述功率探测表头，所述第一分光镜片与所述第二分光镜片的反射光与入射光的分光比分别为1％～10％。
2.根据权利要求1所述的万瓦功率计，其特征在于，所述第一分光镜片的透射光与反射光的分光比为99：1或95：5或90：10；所述第二分光镜片的透射光与反射光的分光比为99：1或95：5或90：10。
3.根据权利要求1所述的万瓦功率计，其特征在于，在所述第一分光镜片的反光面镀有增透膜，所述增透膜的波长范围在1000nm-1100nm。
4.根据权利要求1所述的万瓦功率计，其特征在于，还包括光斑采集装置及数据处理装置，所述准直器的输出光经由所述第二分光镜片反射至所述光斑采集装置，所述数据处理装置分别与所述功率探测表头和所述光斑采集装置信号连接。
5.根据权利要求4所述的万瓦功率计，其特征在于，所述光斑采集装置包括衰减器及CCD相机，所述第二分光镜片的反射光通过所述衰减器进入所述CCD相机成像。
6.根据权利要求4所述的万瓦功率计，其特征在于，所述数据处理装置为PC终端，所述功率探测表头所能探测的最大功率值小于200W。
7.根据权利要求1所述的万瓦功率计，其特征在于，所述准直器包括沿光路顺次设置的凸透镜及凹透镜，所述第一分光镜片的反射光顺次经过所述凸透镜和所述凹透镜后形成平行光。
8.根据权利要求1-7任一项所述的万瓦功率计，其特征在于，还包括吸光装置，所述吸光装置与所述第一分光镜片组装在一起，用于吸收经由所述第一分光镜片透射的光。
9.根据权利要求8所述的万瓦功率计，其特征在于，还包括降温装置，所述降温装置与所述第一分光镜片组装在一起，所述降温装置采用水冷方式。
10.根据权利要求8所述的万瓦功率计，其特征在于，还包括用于夹持激光器的夹持器，所述夹持器采用水冷方式散热。
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