CN109813425A - 一种光源光功率检测装置及激光光源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光源光功率检测装置及激光光源，光源光功率检测装置利用光线汇聚模块将入射光线进行汇聚并向分光模块传输，分光模块对汇聚后的入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；其中，第一分光光束从第一出射口出射，以供正常使用，第二分光光源从第二出射口出射，以供检测模块进行光功率检测，检测模块根据第二分光光束获得检测光束，并根据检测光束和分光模块的预设值，确定入射光线的光功率。光源光功率检测装置利用第一分光光束提供光源的正常工作功能，利用第二分光光束实现了光源光功率检测，从而实现了在激光光源的使用过程中对光功率进行检测的目的，为设备维护人员定位故障点和设备日常维护提供了重要参考。

Description

一种光源光功率检测装置及激光光源

技术领域

本申请涉及光功率检测技术领域，更具体地说，涉及一种光源光功率检测装置及激光光源。

背景技术

可见光激光光源作为替代传统的汞灯氙灯逐渐成为投影设备的主流光源，并且在舞台灯、地标、探照、医疗等领域有着广泛的应用，激光具有色域范围广、光束质量好的优点。

在激光系统中，核心的装置为用于出射激光的激光光源。激光光源中不同波长的激光器由于温度、器件老化等因素，随着激光系统的使用，激光器的输出功率会有不同程度的衰减，激光器的实际光功率是辅助设备维护人员定位故障点和判断问题的有效参考。因此，对激光器的光功率进行检测具有实际的应用意义。

现有技术中通常通过激光功率计来测定激光光源的激光器的实际光功率，在利用激光光功率进行光功率测定时，需要将待测激光器的出射光线全部传输到激光功率计中，才能实现光功率的测量，无法实现激光光源在使用过程中的实时测量。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种光源光功率检测装置及激光光源，以实现在激光光源的使用过程中对光功率进行检测的目的，为设备维护人员定位故障点和设备日常维护提供参考。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种光源光功率检测装置，包括：光线汇聚模块、分光模块和检测模块；其中，

所述光线汇聚模块，用于接收入射的入射光线，并将所述入射光线汇聚后想所述分光模块传输；

所述分光模块，用于将汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；所述第一分光光束从所述分光模块的第一出射口出射，所述第二分光光束从所述分光模块的第二出射口出射；所述第一分光光束的光通量与所述入射光线的光通量之比为预设值，所述预设值大于或等于90％；

所述检测模块，用于对所述第二分光光束进行处理，以获得检测光束，并根据所述检测光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

可选的，所述分光模块包括：耦合固定装置、窗口镜和出射耦合装置；其中，

所述耦合固定装置包括入射口、第一出射端和第二出射端；所述第一出射端为所述分光模块的第一出射口，所述第二出射端为所述分光模块的第二出射口；所述入射口用于接收所述入射光线；所述第一出射端用于供所述第一分光光束出射；所述第二出射端用于供所述第二分光光束出射；

所述窗口镜，用于透过部分所述入射光线，并反射其余所述入射光线，透射的所述入射光线形成所述第一分光光束，反射的所述入射光线形成所述第二分光光束；

所述出射耦合装置，设置于所述第二出射口中，用于接收所述第一分光光束并使所述第一分光光束出射。

可选的，所述窗口镜包括：

平面镜和分别位于所述平面镜上下表面的增透膜。

可选的，所述出射耦合装置为光纤插芯。

可选的，所述检测模块包括：散射片和光敏传感器；其中，

所述散射片，用于对所述第二分光光束进行散射后获得所述检测光束；

所述光敏传感器，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

可选的，所述检测模块包括：散射片、衰减片光敏传感器；其中，

所述散射片，用于对所述第二分光光束进行散射后向所述衰减片传送；

所述衰减片，用于对散射后的第二分光光束进行衰减处理，以获得光通量位于所述光敏传感器量程内的所述检测光束；

所述光敏传感器，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

可选的，所述光敏传感器为单波长光敏传感器或色彩传感器。

可选的，还包括：补偿装置；

所述补偿装置的反射面垂直于所述窗口镜的反射面，且所述补偿装置的光轴中心与所述检测装置的光轴中心位于同一条直线上，所述补偿装置用于将所述第二分光光束反射向所述检测装置。

可选的，还包括：与所述检测模块连接的显示装置；

所述显示装置，用于显示所述入射光线的光功率。

一种激光光源，包括：激光发射装置和如上述任一项所述的光源光功率检测装置；

所述激光发射装置，用于出射单波长激光或多波长激光作为所述光源光功率检测装置的入射光线；

所述光源光功率检测装置，用于接收所述入射光线，并检测所述入射光线的光功率。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种光源光功率检测装置及激光光源，其中，所述光源光功率检测装置利用光线汇聚模块将光源的入射光线进行汇聚并向分光模块传输，所述分光模块对汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；其中，第一分光光束从第一出射口出射，以供正常使用，第二分光光源从第二出射口出射，以供检测模块进行光功率的检测，所述检测模块根据入射的第二分光光束获得检测光束，并根据检测光束和分光模块的预设值，确定入射光线的光功率。所述光源光功率检测装置利用第一分光光束提供光源的正常工作功能，利用第二分光光束实现了光源的光功率检测，从而实现了在激光光源的使用过程中对光功率进行检测的目的，为设备维护人员定位故障点和设备日常维护提供了重要参考。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请的一个实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图；

图2为本申请的另一个实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图；

图3为本申请的又一个实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图；

图4为本申请的再一个实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图；

图5为本申请的一个可选实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图；

图6为本申请的另一个可选实施例提供的一种光源光功率检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种光源光功率检测装置，如图1所示，包括：光线汇聚模块10、分光模块20和检测模块30；其中，

所述光线汇聚模块10，用于接收入射的入射光线，并将所述入射光线汇聚后想所述分光模块20传输；

所述分光模块20，用于将汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；所述第一分光光束从所述分光模块20的第一出射口出射，所述第二分光光束从所述分光模块20的第二出射口出射；所述第一分光光束的光通量与所述入射光线的光通量之比为预设值，所述预设值大于或等于90％；

所述检测模块30，用于对所述第二分光光束进行处理，以获得检测光束，并根据所述检测光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

可选的，所述光学汇聚模块为汇聚透镜。在本申请的其他实施例中，所述光学汇聚模块还可以为多片透镜构成的透镜组。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

所述光源光功率检测装置利用光线汇聚模块10将光源的入射光线进行汇聚并向分光模块20传输，所述分光模块20对汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；其中，第一分光光束从第一出射口出射，以供正常使用，第二分光光源从第二出射口出射，以供检测模块30进行光功率的检测，所述检测模块30根据入射的第二分光光束获得检测光束，并根据检测光束和分光模块20的预设值，确定入射光线的光功率。所述光源光功率检测装置利用第一分光光束提供光源的正常工作功能，利用第二分光光束实现了光源的光功率检测，从而实现了在激光光源的使用过程中对光功率进行检测的目的，为设备维护人员定位故障点和设备日常维护提供了重要参考。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述分光模块20包括：耦合固定装置21、窗口镜22和出射耦合装置23；其中，

所述耦合固定装置21包括入射口、第一出射端和第二出射端；所述第一出射端为所述分光模块20的第一出射口，所述第二出射端为所述分光模块20的第二出射口；所述入射口用于接收所述入射光线；所述第一出射端用于供所述第一分光光束出射；所述第二出射端用于供所述第二分光光束出射；

所述窗口镜22，用于透过部分所述入射光线，并反射其余所述入射光线，透射的所述入射光线形成所述第一分光光束，反射的所述入射光线形成所述第二分光光束；

所述出射耦合装置23，设置于所述第二出射口中，用于接收所述第一分光光束并使所述第一分光光束出射。

可选的，所述窗口镜22包括：

平面镜和分别位于所述平面镜上下表面的增透膜。

在本实施例中，所述窗口镜22用于透过大部分的入射光线，透过的光线形成第一分光光束以满足光源的正常使用，并反射少部分的入射光线，反射的光线形成第二分光光束以满足光功率检测的需要。

一般情况下，所述窗口镜22的透射率需要大于90％，所述窗口镜22的反射率需要小于1％。因此，在图3所示的结构中，所述窗口镜22利用平面镜和两侧表面均贴附增透膜的方式实现，以增加透过率，并减少反射率。

在本申请的其他实施例中，还可以利用其他光学元件实现所述窗口镜22的功能。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。

可选的，所述出射耦合装置23为光纤插芯。所述光纤插芯，可以连接到出射耦合装置23上的插槽或者法兰中。

所述光纤插芯远离光线汇聚模块10的一端可以与光纤耦合，以使从所述光源光功率检测装置出射的第一分光光束可以进入光纤中进行传输。所述光纤插芯远离光线汇聚模块10的一端也可以不与其他元件连接，此时从所述光源光功率检测装置出射的第一分光光束直接空间输出。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如图3所示，所述检测模块30包括：散射片31和光敏传感器32；其中，

所述散射片31，用于对所述第二分光光束进行散射后获得所述检测光束；

所述光敏传感器32，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

在本实施例中，所述散射片31优选大角度散射片31，将激光光线散射，实现均匀输出的光斑，提高光敏传感器32的检测精度。

需要注意的是，在本实施例中，需要保证经过散射片31散射后的检测光束的光通量即在所述光敏传感器32的检测范围内，以避免出现超量程而使得光敏传感器32无法检测所述检测光束的光功率的情况出现。

在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，如图4所示，所述检测模块30包括：散射片31、衰减片33光敏传感器32；其中，

所述散射片31，用于对所述第二分光光束进行散射后向所述衰减片33传送；

所述衰减片33，用于对散射后的第二分光光束进行衰减处理，以获得光通量位于所述光敏传感器32量程内的所述检测光束；

所述光敏传感器32，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

在本实施例中，经过散射片31散射后的第二分光光束的光通率无法满足光敏传感器32的量程要求，因此需要增加所述衰减片33对第二分光光束进行衰减处理。所述衰减片33的衰减率由激光总功率与光敏传感器32的量程决定。

可选的，所述光敏传感器32为单波长光敏传感器或色彩传感器。

当所述入射光线为单波长光线时，所述光敏传感器32采用单波长光敏传感器即可满足要求。

当所述入射光线包括多个波长的光线时，所述光敏传感器32需要采用色彩传感器，以实现区分不同波长的光线的强度的目的。

在上述实施例的基础上，在本申请的再一个实施例中，如图5所示，所述光源光功率检测装置还包括：

补偿装置40；

所述补偿装置40的反射面垂直于所述窗口镜22的反射面，且所述补偿装置40的光轴中心与所述检测装置的光轴中心位于同一条直线上，所述补偿装置40用于将所述第二分光光束反射向所述检测装置。

所述窗口镜22由于镀膜工艺的影响，使得不同入射角度的反射率不同，因此会导致经过窗口镜22反射的不同位置的第二分光光线反射率不同，导致测量数据会有偏差。因此，在本实施例中，增加了补偿装置40进行角度补偿，以使传输给检测模块30的第二分光模块20的光线强度是均匀的。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个可选实施例中，如图6所示，所述光源光功率检测装置还包括：与所述检测模块30连接的显示装置60；

所述显示装置60，用于显示所述入射光线的光功率。

相应的，本申请实施例还提供了一种激光光源，包括：激光发射装置和如上述任一实施例所述的光源光功率检测装置；

所述激光发射装置，用于出射单波长激光或多波长激光作为所述光源光功率检测装置的入射光线；

所述光源光功率检测装置，用于接收所述入射光线，并检测所述入射光线的光功率。

综上所述，本申请实施例提供了一种光源光功率检测装置及激光光源，其中，所述光源光功率检测装置利用光线汇聚模块将光源的入射光线进行汇聚并向分光模块传输，所述分光模块对汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；其中，第一分光光束从第一出射口出射，以供正常使用，第二分光光源从第二出射口出射，以供检测模块进行光功率的检测，所述检测模块根据入射的第二分光光束获得检测光束，并根据检测光束和分光模块的预设值，确定入射光线的光功率。所述光源光功率检测装置利用第一分光光束提供光源的正常工作功能，利用第二分光光束实现了光源的光功率检测，从而实现了在激光光源的使用过程中对光功率进行检测的目的，为设备维护人员定位故障点和设备日常维护提供了重要参考。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光源光功率检测装置，其特征在于，包括：光线汇聚模块、分光模块和检测模块；其中，

所述光线汇聚模块，用于接收入射的入射光线，并将所述入射光线汇聚后想所述分光模块传输；

所述分光模块，用于将汇聚后的所述入射光线进行分光处理，形成第一分光光束和第二分光光束；所述第一分光光束从所述分光模块的第一出射口出射，所述第二分光光束从所述分光模块的第二出射口出射；所述第一分光光束的光通量与所述入射光线的光通量之比为预设值，所述预设值大于或等于90％；

所述检测模块，用于对所述第二分光光束进行处理，以获得检测光束，并根据所述检测光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光模块包括：耦合固定装置、窗口镜和出射耦合装置；其中，

所述耦合固定装置包括入射口、第一出射端和第二出射端；所述第一出射端为所述分光模块的第一出射口，所述第二出射端为所述分光模块的第二出射口；所述入射口用于接收所述入射光线；所述第一出射端用于供所述第一分光光束出射；所述第二出射端用于供所述第二分光光束出射；

所述窗口镜，用于透过部分所述入射光线，并反射其余所述入射光线，透射的所述入射光线形成所述第一分光光束，反射的所述入射光线形成所述第二分光光束；

所述出射耦合装置，设置于所述第二出射口中，用于接收所述第一分光光束并使所述第一分光光束出射。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述窗口镜包括：

平面镜和分别位于所述平面镜上下表面的增透膜。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述出射耦合装置为光纤插芯。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：散射片和光敏传感器；其中，

所述散射片，用于对所述第二分光光束进行散射后获得所述检测光束；

所述光敏传感器，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括：散射片、衰减片光敏传感器；其中，

所述散射片，用于对所述第二分光光束进行散射后向所述衰减片传送；

所述衰减片，用于对散射后的第二分光光束进行衰减处理，以获得光通量位于所述光敏传感器量程内的所述检测光束；

所述光敏传感器，用于接收所述检测光束，并根据散射后的第二分光光束和所述预设值确定所述入射光线的光功率。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述光敏传感器为单波长光敏传感器或色彩传感器。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，还包括：补偿装置；

所述补偿装置的反射面垂直于所述窗口镜的反射面，且所述补偿装置的光轴中心与所述检测装置的光轴中心位于同一条直线上，所述补偿装置用于将所述第二分光光束反射向所述检测装置。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：与所述检测模块连接的显示装置；

所述显示装置，用于显示所述入射光线的光功率。

10.一种激光光源，其特征在于，包括：激光发射装置和如权利要求1-9任一项所述的光源光功率检测装置；

所述激光发射装置，用于出射单波长激光或多波长激光作为所述光源光功率检测装置的入射光线；

所述光源光功率检测装置，用于接收所述入射光线，并检测所述入射光线的光功率。