CN112345210A - 激光器焦距的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种激光器焦距的检测方法，包括如下步骤：S1、在激光器发出的激光束的辐射范围内将激光接收器移动至X方向和Y方向接收到的光强度信号的峰值位置A；其中，X方向和Y方向为平面方向；S2、将激光接收器偏离A位置后沿Z方向进行移动，将激光接收器接收到的信号从光强度信号变为噪声信号时的位置标记为B1，将激光接收器接收到的信号从噪声信号变为光强度信号时的位置标记为B2；其中，Z方向垂直于平面方向；S3、B1位置与B2位置的中间位置处与激光器的光学镜头之间的距离为所述激光器的焦距。本发明提供的激光器焦距的检测方法能够在激光接收器避开焦点的情形下进行焦距的检测，避免激光接收器在经过焦点时被损坏。
Description
技术领域
本发明涉及激光检焦技术领域，特别涉及一种激光器焦距的检测方法。
背景技术
目前，检测激光器焦距的方法有两种，分别为申请号为2019108019668的发明专利所公开的方法和申请号为2018111875749的发明专利所公开的方法。
申请号为2019108019668的发明专利所公开的方法是沿Z方向移动光电探测器检测光斑的最小点，将光斑的最小点作为激光器的焦点，进而获得激光器的焦距。
申请号为2018111875749的发明专利所公开的方法是通过沿Z方向移动光功率计，通过光功率计检测光强大小，将光强最大点作为激光器的焦点，进而获得激光器的焦距。
上述两种方法存在一个相同的弊端：激光接收器在Z方向移动时必须经过激光器的焦点，由于激光器焦点处的光强度最大，容易损坏激光接收器。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，为了解决传统的焦距检测方法中激光接收器必经过焦点的问题，提出了一种新的激光器焦距的检测方法，通过间接的方法测量激光器的焦距，能够使激光接收器避开焦点的位置，不被损坏。
本发明提供的激光器焦距的检测方法，包括如下步骤：
S1、在激光器发出的激光束的辐射范围内将激光接收器移动至X方向和Y方向接收到的光强度信号的峰值位置A；其中，X方向和Y方向为平面方向；
S2、将激光接收器偏离A位置后沿Z方向进行移动，将激光接收器接收到的信号从光强度信号变为噪声信号时的位置标记为B1，将激光接收器接收到的信号从噪声信号变为光强度信号时的位置标记为B2；其中，Z方向垂直于平面方向；
S3、B1位置与B2位置的中间位置处与激光器的光学镜头之间的距离为所述激光器的焦距。
优选地，通过光栅尺标记激光接收器的B1位置与B2位置，测量B1位置与B2位置之间的距离。
优选地，将激光接收器固定在三维运动机构上，通过三维运动机构带动激光接收器沿X方向、Y方向和Z方向移动。
优选地，在三维运动机构上刻有标尺，通过标尺测量B1位置与B2位置之间的距离。
优选地，步骤S1具体包括如下步骤：S110：带动激光接收器沿X方向移动，移动至X方向接收到的光强度的峰值点；S120：带动激光接收器沿Y方向移动，移动至Y方向接收到的光强度的峰值点。
优选地，步骤S1具体包括如下步骤：S110：带动激光接收器沿Y方向移动，移动至Y方向接收到的光强度的峰值点；S120：带动激光接收器沿X方向移动，移动至X方向接收到的光强度的峰值点。
优选地，激光接收器为光功率计或光电探测器。
本发明能够取得以下技术效果：
本发明通过间接的方法在激光接收器不经过焦点的情况下即可确定出焦点的位置，从而获得激光器的焦距，此检测方法可以使激光接收器避开焦点的位置，以免在经过焦点时被损坏。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的激光器焦距的检测方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例提供的激光器焦距的检测方法的原理示意图。
其中的附图标记为：激光器1、激光接收器2。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供的激光器焦距的检测方法所使用的硬件设备包括激光器、激光接收器和三维运动机构，激光器用于发射激光束，激光接收器用于接收激光束并转换为光强度，三维运动机构用于固定激光接收器，并带动激光接收器沿X、Y、Z三个方向移动。
激光接收器可以为光功率计或光电探测器，光功率计可以直接显示光强度，光电探测器需要处理器和显示器使用，光电探测器用于将光信号转换为电信号传送至处理器，处理器将电信号转换为光强度，并通过显示器进行显示。
三维运动机构为现有技术，故在此不再赘述。
图1示出了根据本发明实施例提供的激光器焦距的检测方法的流程。
如图1所示，本发明实施例提供的激光器焦距的检测方法，包括如下步骤：
S1、在激光器发出的激光束的辐射范围内将激光接收器移动至X方向和Y方向接收到的光强度信号的峰值位置A；其中，X方向和Y方向为平面方向。
激光器发出的激光束的截面为一平面，该平面内的光强曲线符合高斯分布，必然在X方向和Y方向上分别存在一个光强度信号的峰值点。在该平面上沿X方向和Y方向移动激光接收器，寻找激光接收器接收到的X方向的峰值点和Y方向的峰值点所对应的坐标点，将坐标点的位置记为A，A位置与激光器的焦点在激光束的传播方向上同轴，在将激光接收器移动至A位置后再沿Z轴移动，必经过焦点位置。因此寻找A位置的目的是确定焦点在X方向和Y方向上的位置。
寻找X方向的峰值点和Y方向的峰值点的顺序可以为：X方向→Y方向或Y方向→X方向。
由此可知，激光接收器移动至X方向和Y方向接收到的光强度的峰值点A的步骤可以按如下两种顺序执行。
第一种：
S110：通过三维运动机构带动激光接收器沿X方向移动，移动至在X方向上接收到的光强度信号的峰值点。
S120：通过三维运动机构带动激光接收器沿Y方向移动，移动至在Y方向上接收到的光强度信号的峰值点。
相当于先寻找激光接收器在X方向接收到的光强最大值再寻找激光接收器在Y方向接收到的光强最大值，确定A位置的坐标。
第二种：
S110：通过三维运动机构带动激光接收器沿Y方向移动，移动至Y方向接收到的光强度信号的峰值点。
S120：通过三维运动机构带动激光接收器沿X方向移动，移动至X方向接收到的光强度信号的峰值点。
相当于先寻找激光接收器在Y方向接收到的光强最大值再寻找激光接收器在X方向接收到的光强最大值，确定A位置的坐标。
如果激光接收器接收到的信号为噪声信号时，说明激光接收器未在激光器发出的激光束的辐射范围内，此时需要将激光接收器移动至激光器发出的激光束的辐射范围内。
S2、将激光接收器偏离A位置后沿Z方向进行移动，将激光接收器接收到的信号从光强度信号变为噪声信号时的位置标记为B1，将激光接收器接收到的信号从噪声信号变为光强度信号时的位置标记为B2；其中，Z方向垂直于平面方向。
图2示出了根据本发明实施例提供的激光器焦距的检测方法的原理。
如图2所示，如果通过三维运动机构将激光接收器2移动至A位置后直接沿Z方向移动，会使激光接收器2经过焦点，导致激光接收器2被损坏。因此本发明在沿Z方向移动激光接收器2之前，先将激光接收器2偏离A位置水平移动一定距离，且未离开激光束的辐射范围，使激光接收器2还能接收到激光器1发出的激光束；然后再通过三维运动机构带动激光接收器2沿Z方向移动。
在通过三维运动机构带动激光接收器2沿Z方向移动的过程中，激光接收器2会有一段时间未处在激光器1发出的激光束的辐射范围内，无法接收到光强信号，只能接收到噪声信号。
激光接收器2无法接收到光强信号的原因是激光束聚焦所导致的，焦点附近的区域辐射半径较小，致使激光接收器2接收不到光强信号。
基于焦点附近的区域辐射半径较小的特点，本发明利用激光接收器2在接收到噪声信号时的位置以及激光接收器2再次接收到光强度信号时的位置来推算出焦点C的位置，从而可知激光器1的焦距。
当激光接收器2接收到的信号从光强度信号为噪声信号时，标记激光接收器2的当前位置为B1，激光接收器2继续沿Z方向移动，直到激光接收器2接收到的信号从噪声信号变为光强度信号时，再次标记激光接收器2的当前位置为B2。
S3、B1位置与B2位置的中间位置处与激光器的光学镜头之间的距离为激光器的焦距。
通过测量B1位置与B2位置之间的距离，即可获知激光器接收器2接收噪声信号时移动的距离，该距离的1/2处即为焦点C的位置，从而可以得知激光器的焦距。
本发明可以通过光栅尺标记激光接收器2的B1位置与B2位置，从而测量激光接收器2从B1位置移动到B2位置的距离，也可以在三维运动机构上刻印标尺，通过标尺直接测量激光接收器2从B1位置移动到B2位置的距离。
激光器1的焦距为焦点C的位置与激光器1的光学镜头之间的距离。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种激光器焦距的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在激光器发出的激光束的辐射范围内将激光接收器移动至X方向和Y方向接收到的光强度信号的峰值位置A；其中，X方向和Y方向为平面方向；
S2、将所述激光接收器偏离A位置后沿Z方向进行移动，将所述激光接收器接收到的信号从光强度信号变为噪声信号时的位置标记为B1，将所述激光接收器接收到的信号从噪声信号变为光强度信号时的位置标记为B2；其中，Z方向垂直于平面方向；
S3、B1位置与B2位置的中间位置处与所述激光器的光学镜头之间的距离为所述激光器的焦距。
2.根据权利要求1所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，通过光栅尺标记所述激光接收器的B1位置与B2位置，测量B1位置与B2位置之间的距离。
3.根据权利要求1所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，将所述激光接收器固定在三维运动机构上，通过所述三维运动机构带动所述激光接收器沿X方向、Y方向和Z方向移动。
4.根据权利要求3所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，在所述三维运动机构上刻有标尺，通过标尺测量B1位置与B2位置之间的距离。
5.根据权利要求1所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
S110：带动所述激光接收器沿X方向移动，移动至X方向接收到的光强度的峰值点；
S120：带动所述激光接收器沿Y方向移动，移动至Y方向接收到的光强度的峰值点。
6.根据权利要求1所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，步骤S1具体包括如下步骤：
S110：带动所述激光接收器沿Y方向移动，移动至Y方向接收到的光强度的峰值点；
S120：带动所述激光接收器沿X方向移动，移动至X方向接收到的光强度的峰值点。
7.根据权利要求1所述的激光器焦距的检测方法，其特征在于，所述激光接收器为光功率计或光电探测器。
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