CN113465885B - 一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，包括贝塞尔镜头、显微物镜、滤光片、筒镜、成像镜头、显影液体、CCD1、CCD2和PC，从贝塞尔镜头出射的光在特定的位置产生贝塞尔分布光斑，光斑尺寸在3‑5um之间，经过长工作距离的显微物镜放大，再经过滤光片，筒镜聚焦在CCD2探测面上，经过图像处理显示在计算机屏幕上，通过位移平台在光束轴向方向移动便可以获得整个贝塞尔区域任何轴向位置光斑垂轴方向强度分布情况。本发明可真实的反映出贝塞尔光斑强度分布情况，并且增加了侧向光学成像镜头探测，快速测得轴向光强分布情况。
Description
技术领域
本发明涉及贝塞尔玻璃切割头光束技术领域，尤其涉及一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统。
背景技术
随着激光技术的发展，激光切割玻璃材料逐渐成为工业领域中重要的应用，而贝塞尔激光束则成为切割玻璃的利器，为了获得贝塞尔激光束，人们不断尝试用各种光学系统来完成，如反射式圆锥镜，透射式圆锥镜，非球面镜，衍射光学元件，空间光调制器等方案，而在实际应用过程中，贝塞尔光束质量的好坏则直接影响到切割玻璃的质量，所以非常有必要对所用贝塞尔光束进行测量，包括轴向光强分布，垂轴光强分布，中心光斑尺寸大小以及有效焦深尺寸。现有的测量方法包括间接测量和直接测量，间接测量指以实际的切割效果为依据，直接测量指通过图像传感器采集，直接测量又分为狭缝扫描式测量和CCD测量。
间接法测量，主要以实际切割效果为依据，此方法简单易于实施，但是有一定的随机性，且无法发现问题所在，具有一定的盲目性，不适合工艺研究。狭缝扫描式测量光束尺寸范围广，所采用的光电传感器响应速度快，适合测量类高斯的外围轮廓，可以从几微米到几毫米，但是在3微米以下会出现失真现象，无法还原真实光束轮廓。CCD测量可以真实的采集贝塞尔区域的光强分布，但要想采集轴向的光强分布需要对CCD系统整体进行轴向移动，这样浪费时间，增加成本，影响生产检验效率。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统。
本发明提出的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，包括贝塞尔镜头、显微物镜、滤光片、筒镜、成像镜头、显影液体、CCD1、CCD2和PC，从贝塞尔镜头出射的光在特定的位置产生贝塞尔分布光斑，光斑尺寸在3-5um之间，经过长工作距离的显微物镜放大，再经过滤光片，筒镜聚焦在CCD2探测面上，经过图像处理显示在计算机屏幕上，通过位移平台在光束轴向方向移动便可以获得整个贝塞尔区域任何轴向位置光斑垂轴方向强度分布情况；
在上述方案基础上增加了显影液体以及成像镜头和CCD1,主要是用来测量轴向光强分布，这样可以在一定程度上测量轴向光强分布的均匀性，此方法利用了激光在显影液体中的散射，成像镜头采集散射光并成像在CCD1上，这样可以间接的反映出贝塞尔区域中轴向光强分布，进而快速完成对贝塞尔区域的检测。
优选地，所述贝塞尔区域的数值孔径NA要小于等于显微物镜的数值孔径NA。
优选地，所述贝塞尔区域光斑要在显微物镜工作距离处。
优选地，所述显微物镜、筒镜、滤光片、成像镜头以及CCD1和CCD2，要和贝塞尔镜头所使用的波长相匹配。
优选地，所述测试光源要具备工作光源的光束质量。
优选地，所述测试光源的功率在毫瓦量级，不能使CCD1和CCD2饱和或者损坏。
本发明中的有益效果为：
本贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统可真实的反映出贝塞尔光斑强度分布情况，并且增加了侧向光学成像镜头探测，快速测得轴向光强分布情况。
附图说明
图1为本发明提出的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统的示意图；
图2为本发明提出的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，包括贝塞尔镜头、显微物镜、滤光片、筒镜、成像镜头、显影液体、CCD1、CCD2和PC，从贝塞尔镜头出射的光在特定的位置产生贝塞尔分布光斑，光斑尺寸在3-5um之间，经过长工作距离的显微物镜放大，再经过滤光片，筒镜聚焦在CCD2探测面上，经过图像处理显示在计算机屏幕上，通过位移平台在光束轴向方向移动便可以获得整个贝塞尔区域任何轴向位置光斑垂轴方向强度分布情况；
在上述方案基础上增加了显影液体以及成像镜头和CCD1,主要是用来测量轴向光强分布，这样可以在一定程度上测量轴向光强分布的均匀性，此方法利用了激光在显影液体中的散射，成像镜头采集散射光并成像在CCD1上，这样可以间接的反映出贝塞尔区域中轴向光强分布，进而快速完成对贝塞尔区域的检测。
本发明中，贝塞尔区域的数值孔径NA要小于等于显微物镜的数值孔径NA，贝塞尔区域光斑要在显微物镜工作距离处，显微物镜、筒镜、滤光片、成像镜头以及CCD1和CCD2，要和贝塞尔镜头所使用的波长相匹配，测试光源要具备工作光源的光束质量，测试光源的功率在毫瓦量级，不能使CCD1和CCD2饱和或者损坏。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，其特征在于，包括贝塞尔镜头、显微物镜、滤光片、筒镜、成像镜头、显影液体、CCD1、CCD2和PC，从贝塞尔镜头出射的光在特定的位置产生贝塞尔分布光斑，光斑尺寸在3-5um之间，经过长工作距离的显微物镜放大，再经过滤光片，筒镜聚焦在CCD2探测面上，经过图像处理显示在计算机屏幕上，通过位移平台在光束轴向方向移动便能够获得整个贝塞尔区域任何轴向位置光斑垂轴方向强度分布情况；
显影液体以及成像镜头和CCD1主要是用来测量轴向光强分布，这样能够在一定程度上测量轴向光强分布的均匀性，此方法利用了激光在显影液体中的散射，成像镜头采集散射光并成像在CCD1上，这样能够间接的反映出贝塞尔区域中轴向光强分布，进而快速完成对贝塞尔区域的检测。
2.根据权利要求1所述的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，其特征在于，所述贝塞尔区域的数值孔径NA要小于等于显微物镜的数值孔径NA。
3.根据权利要求1所述的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，其特征在于，所述贝塞尔分布光斑要在显微物镜工作距离处。
4.根据权利要求1所述的一种贝塞尔玻璃切割头光束质量测试系统，其特征在于，所述显微物镜、筒镜、滤光片、成像镜头以及CCD1和CCD2，要和贝塞尔镜头所使用的波长相匹配。
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