CN113820103A - 一种激光器吸收幅度测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器吸收幅度测定装置及测定方法，涉及激光检测技术领域，该激光器吸收幅度测定装置包括：激光测量装置、激光吸收装置、光电接收装置以及底板；所述激光测量装置、激光吸收装置以及光电接收装置依次同轴设置在所述底板上。本发明通过设置的激光测量装置、激光吸收装置、光电接收装置配合，通过预先对吸收幅度合格的激光器的进行吸光度检测，获取相应的刻度读数，利用相同的检测条件，从而可以快速对待检测的激光器进行检测识别，不仅操作简单，极大的提高了检测效率精度，也节省了大量的人力物力，降低了成本，具有较好的推广前景。

Description

一种激光器吸收幅度测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及激光检测技术领域，尤其涉及一种激光器吸收幅度测定装置及测定方法。

背景技术

“Lambert-Beer定律”是说明物质对单色光吸收的强弱与吸光物质的浓度(C)和液层厚度(b)间的关系的定律，是光吸收的基本定律。

当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池时，光的一部分被溶液吸收，一部分透过溶液，一部分被吸收池表面反射。

当一束强度为IO的单色光通过浓度为c、液层厚度为b的溶液时，一部分被溶液中的吸光物质吸收后透过光的强度为It，则他们之间的关系为：

It/Io称为透光率，用T％表示。

-lgIt/Io称为吸光度，用A表示。

则A＝-lgT＝K·b·c

由此可知：当一束平行的单色光通过溶液时，溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(C)和厚度(b)的乘积成正比。

目前，半导体二极管激光器输出的吸收幅度(光亮度)是评价激光器质量的参数。发明专利CN201911251193.7提出了“一种激光器功率稳定及降噪系统”，该系统从激光器出射的激光经过马赫-增德尔干涉仪透射后，激光器输出激光的功率稳定性得到改善，同时其低频段强度噪声得到抑制；马赫增德尔干涉仪的透射输出光束经过半波片和偏振分束器，分一小部分光进入位相锁定装置，利用位相锁定装置锁定马赫-增德尔干涉仪的位相，使得功率稳定及降噪装置能够长时间稳定运转。尽管这种装置结构简单、激光器吸收幅度稳定性高、尺寸小且不改变原光路传播方向，但用于常规的激光器来改变吸收幅度和稳定性必然增加制造成本。对于激光器的应用者，吸收幅度不稳定以及吸收幅度不够的激光器一般可以跟厂家进行退换。因此，往往选择采用通过检测来评价激光器的质量，普通的做法是用光谱仪、波长计、吸收幅度计等仪器来检测，但这些设备价格昂贵，操作繁琐，需要送到专门的机构检测。以避免功率不合格的激光器，流入生产线上，影响生产效率及产品合格率。

目前技术缺陷在于提高激光器产品质量生产成本高，送外检测激光器的质量不仅增加成本还操作繁琐，不合格的激光器流入生产线，影响生产效率及产品合格率。

发明内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本发明提出一种激光器吸收幅度测定装置及测定方法，解决现有的激光器质量检测操作复杂成本高的问题。

本发明提供了一种激光器吸收幅度测定装置，包括：激光测量装置、激光吸收装置、光电接收装置以及底板；所述激光测量装置、激光吸收装置以及光电接收装置依次同轴设置在所述底板上，所述激光测量装置可插入接触式的安装有激光器，所述激光器输出的光束通过激光吸收装置吸收后到达光电接收装置，从而读取相应的测定值。

在本发明的某些实施方式中，所述激光测量装置包括可调节上下左右角度的的光学调整架、可插入接触式的激光器驱动装置、安装块以及准直镜；所述光学调整架安装在底板上，所述激光器插接在激光器驱动装置上；所述安装块螺接在所述光学调整架上，所述安装块的中间区域穿设有所述准直镜，所述激光器驱动装置位于所述光学调整架和所述准直镜中间，并螺接在所述安装块的内侧，所述激光器与所述准直镜同轴设置。

在本发明的某些实施方式中，所述光电接收装置包括安装座、聚焦透镜、光电转换板以及光电探测器；所述安装座固定连接在所述底板上，所述安装座的上端分别设置有聚焦透镜和光电转换板，所述光电转换板的外侧焊接固定有所述光电转换板，其中，所述聚焦透镜和光电转换板与所述激光器同轴设置，且所述聚焦透镜位于靠近所述激光器的一端。

在本发明的某些实施方式中，所述激光吸收装置包括设置在所述底板上的升降架以及滑动设置在所述升降架上的直角三角形吸收皿，所述直角三角形吸收皿在所述升降架上沿垂直方向上下运动。

在本发明的某些实施方式中，所述升降架包括四个连接板、两个框架板以及支撑板；所述框架板包括两块对称设置的矩形框板；两块所述框架板的上端和下端分别通过两个连接板固定，四个所述连接板均为结构相同的n形折弯板；所述框架板的两侧分别开设有导向槽，所述支撑板分别垂直设置在两块所述框架板的内侧，且所述支撑板对应于所述导向槽的位置分别设置有凸起，所述凸起滑动插接在所述导向槽内。

在本发明的某些实施方式中，所述直角三角形吸收皿包括塑料板、第一侧板、第二侧板、侧玻璃板以及竖玻璃板，所述第一侧板和第二侧板是对称设置且结构相同的直角三角形结构，所述第一侧板和第二侧板的斜边连接处密封设置有所述竖玻璃板，所述第一侧板和第二侧板的竖直边连接处密封设置有所述侧玻璃板，所述第一侧板和第二侧板的底边连接处密封设置有所述塑料板，所述第一侧板和第二侧板与所述塑料板、侧玻璃板以及竖玻璃板之间的连接处均作密封处理；其中，所述第一侧板在所述竖直边的外侧边缘设置有刻度，所述第二侧板的上端开设有注入吸收介质的圆孔。

在本发明的某些实施方式中，所述侧玻璃板以及竖玻璃板的表面均涂镀1512nm增透膜。

在本发明的某些实施方式中，所述吸收介质为0.01～0.1g/L的氨水溶液。

本发明还提供了一种激光器吸收幅度测定方法，应用于上述任一项所述激光器吸收幅度测定装置，包括如下步骤：

步骤1：将激光测量装置、激光吸收装置以及光电接收装置依次同轴设置在底板上；

步骤2：先将吸收幅度合格的激光器装入激光测量装置上，通过调整激光吸收装置使吸光度达到2.0A，记下当前激光吸收装置上刻度的数值称为Qb；

步骤3：取下该吸收幅度合格的激光器，将待检测的激光器装入激光测量装置上，按前述的操作测定吸光度；升高激光吸收装置使吸光度增加，当吸光度达到2.0A时，记下刻度值Qc；

步骤4：比对Qc和Qb的数值，若Qc>Qb则表明待测激光器合格，反之不合格。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

本发明所述激光器吸收幅度测定装置通过设置的激光测量装置、激光吸收装置、光电接收装置配合，通过预先对吸收幅度合格的激光器的进行吸光度检测，获取相应的刻度读数，利用相同的检测条件，从而可以快速对待检测的激光器进行检测识别，不仅操作简单，极大的提高了检测效率精度，也节省了大量的人力物力，降低了成本，具有较好的推广前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述激光器吸收幅度测定装置及测定方法的结构示意图；

图2为本发明所述激光测量装置的爆炸图；

图3为本发明所述激光测量装置的结构剖视图；

图4为本发明所述光电接收装置的结构示意图；

图5为本发明所述光电接收装置的剖视图；

图6为本发明所述激光吸收装置的结构示意图；

图7为本发明所述升降架的结构示意图；

图8为本发明所述直角三角形吸收皿的结构示意图。

附图标记说明：

1、激光测量装置；2、激光吸收装置；3、光电接收装置；4、底板；101、光学调整架；102、激光器驱动装置；103、激光器；104、安装块；105、准直镜；106、安装座；107、聚焦透镜；108、光电转换板；109、光电探测器；201、升降架；202、直角三角形吸收皿；211、连接板；212、框架板；213、导向槽；214、支撑板；221、塑料板；222、第一侧板；223、第二侧板；224、侧玻璃板；225、竖玻璃板；226、刻度；227、圆孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

参阅图1-2所示，所述激光器吸收幅度测定装置包括激光测量装置1、激光吸收装置2、光电接收装置3以及底板4；所述激光测量装置1、激光吸收装置2以及光电接收装置3依次同轴设置在所述底板4上，所述激光测量装置1可插入接触式的安装有激光器103，所述激光器103输出的光束通过激光吸收装置2吸收后到达光电接收装置3，从而读取相应的测定值。

结合图3所示，所述激光测量装置1包括可调节上下左右角度的的光学调整架101、可插入接触式的激光器驱动装置102、安装块104以及准直镜105；所述光学调整架101安装在底板4上，所述激光器103在不剪引脚的情况下可插入激光器驱动装置102后接通电源，激光器103即可导通发光；所述安装块104螺接在所述光学调整架101上，所述安装块104的中间区域穿设有所述准直镜105，所述激光器驱动装置102位于所述光学调整架101和所述准直镜105中间，并螺接在所述安装块104的内侧，所述激光器103与所述准直镜105同轴设置。

参阅图4-5所示，所述光电接收装置3包括安装座106、聚焦透镜107、光电转换板108以及光电探测器109；所述安装座106固定连接在所述底板4上，所述安装座106的上端分别设置有聚焦透镜107和光电转换板108，所述光电转换板108的外侧焊接固定有所述光电转换板108，其中，所述聚焦透镜107和光电转换板108与所述激光器103同轴设置，且所述聚焦透镜107位于靠近所述激光器103的一端。激光器103输出的光束经过所述激光吸收装置2后到达聚焦透镜107，光电探测器109可探测到通过聚焦透镜107聚焦后的光束，光电转换板108可将光电信号进行转换，计算出吸光度的数值。

参阅图6所示，所述激光吸收装置2包括设置在所述底板4上的升降架201以及滑动设置在所述升降架201上的直角三角形吸收皿202，所述直角三角形吸收皿202在所述升降架201上沿垂直方向上下运动。

参阅图7所示，所述升降架201包括四个连接板211、两个框架板212以及支撑板214；所述框架板212包括两块对称设置的矩形框板，所述框架板212的高×宽×厚＝110.0×80.0×1.0mm，中间截除，使4周边宽为10.0mm，在宽度方向两边距底边5.0mm，侧边3.0mm，截出高×宽＝60.0×2.0mm的开孔；两块所述框架板212的上端和下端分别通过两个连接板211固定，四个所述连接板211均为结构相同的n形折弯板，所述连接板211的厚度为1.0mm，长×宽×高＝26.5×10×9mm；所述框架板212的两侧分别开设有导向槽213，所述支撑板214分别垂直设置在两块所述框架板212的内侧，且所述支撑板214对应于所述导向槽213的位置分别设置有凸起，所述凸起滑动插接在所述导向槽213内。

参阅图8所示，所述直角三角形吸收皿202包括塑料板221、第一侧板222、第二侧板223、侧玻璃板224以及竖玻璃板225，所述第一侧板222和第二侧板223是对称设置且结构相同的直角三角形结构，所述第一侧板222和第二侧板223的斜边连接处密封设置有所述竖玻璃板225，所述第一侧板222和第二侧板223的竖直边连接处密封设置有所述侧玻璃板224，所述第一侧板222和第二侧板223的底边连接处密封设置有所述塑料板221，所述第一侧板222和第二侧板223与所述塑料板221、侧玻璃板224以及竖玻璃板225之间的连接处均作密封处理；其中，所述第一侧板222在所述竖直边的外侧边缘设置有刻度226，所述第二侧板223的上端开设有注入吸收介质的圆孔227。

在本发明实施例中，所述侧玻璃板224以及竖玻璃板225的表面均涂镀1512nm增透膜。所述吸收介质为0.01～0.1g/L的氨水溶液。

所述激光器吸收幅度测定装置的工作原理如下：

将升降架201固定安装在底板4上并在其上安装所述注入有吸收介质的直角三角形吸收皿202，同时在直角三角形吸收皿202的两侧分别同轴设置激光测量装置1和光电接收装置3，使激光器103的光束可以依次通过直角三角形吸收皿202的侧玻璃板224以及竖玻璃板225并到达光电接收装置3；

先将吸收幅度合格的激光器103装入激光测量装置1的安装块104上，通过调整激光吸收装置2使吸光度达到2.0A，记下当前直角三角形吸收皿202上刻度226的数值称为Qb；

将待检测的激光器103装入激光测量装置1上，按前述的操作测定吸光度；升高激光吸收装置2使吸光度增加，当吸光度达到2.0A时，记下刻度226值Qc；

若Qc>Qb则表明待测激光器103合格，反之不合格。

本发明所述激光器吸收幅度测定装置通过设置的激光测量装置1、激光吸收装置2、光电接收装置3配合，通过预先对吸收幅度合格的激光器103的进行吸光度检测，获取相应的刻度226读数，利用相同的检测条件，从而可以快速对待检测的激光器103进行检测识别，不仅操作简单，极大的提高了检测效率精度，也节省了大量的人力物力，降低了成本，具有较好的推广前景。

在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种应用于所述激光器吸收幅度测定装置的激光器吸收幅度测定方法，包括如下步骤：

步骤1：将激光测量装置1、激光吸收装置2以及光电接收装置3依次同轴设置在底板4上；

步骤2：先将吸收幅度合格的激光器103装入激光测量装置1上，通过调整激光吸收装置2使吸光度达到2.0A，记下当前激光吸收装置2上刻度226的数值称为Qb；

步骤3：取下该吸收幅度合格的激光器103，将待检测的激光器103装入激光测量装置1上，按前述的操作测定吸光度；升高激光吸收装置2使吸光度增加，当吸光度达到2.0A时，记下刻度226值Qc；

步骤4：比对Qc和Qb的数值，若Qc>Qb则表明待测激光器103合格，反之不合格。

上述实施例所述的激光器吸收幅度测定装置可执行本发明实施例所提供的激光器吸收幅度测定方法，所述激光器吸收幅度测定方法具备上述实施例所述激光器吸收幅度测定装置相应的功能部件以及有益效果，具体请参阅上述激光器吸收幅度测定装置的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光器吸收幅度测定装置，其特征在于，包括：激光测量装置、激光吸收装置、光电接收装置以及底板；所述激光测量装置、激光吸收装置以及光电接收装置依次同轴设置在所述底板上，所述激光测量装置可插入接触式的安装有激光器，所述激光器输出的光束通过激光吸收装置吸收后到达光电接收装置，从而读取相应的测定值。

2.根据权利要求1所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述激光测量装置包括可调节上下左右角度的的光学调整架、可插入接触式的激光器驱动装置、安装块以及准直镜；所述光学调整架安装在底板上，所述激光器插接在激光器驱动装置上；所述安装块螺接在所述光学调整架上，所述安装块的中间区域穿设有所述准直镜，所述激光器驱动装置位于所述光学调整架和所述准直镜中间，并螺接在所述安装块的内侧，所述激光器与所述准直镜同轴设置。

3.根据权利要求1所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述光电接收装置包括安装座、聚焦透镜、光电转换板以及光电探测器；所述安装座固定连接在所述底板上，所述安装座的上端分别设置有聚焦透镜和光电转换板，所述光电转换板的外侧焊接固定有所述光电转换板，其中，所述聚焦透镜和光电转换板与所述激光器同轴设置，且所述聚焦透镜位于靠近所述激光器的一端。

4.根据权利要求1所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述激光吸收装置包括设置在所述底板上的升降架以及滑动设置在所述升降架上的直角三角形吸收皿，所述直角三角形吸收皿在所述升降架上沿垂直方向上下运动。

5.根据权利要求4所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述升降架包括四个连接板、两个框架板以及支撑板；所述框架板包括两块对称设置的矩形框板；两块所述框架板的上端和下端分别通过两个连接板固定，四个所述连接板均为结构相同的n形折弯板；所述框架板的两侧分别开设有导向槽，所述支撑板分别垂直设置在两块所述框架板的内侧，且所述支撑板对应于所述导向槽的位置分别设置有凸起，所述凸起滑动插接在所述导向槽内。

6.根据权利要求4所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述直角三角形吸收皿包括塑料板、第一侧板、第二侧板、侧玻璃板以及竖玻璃板，所述第一侧板和第二侧板是对称设置且结构相同的直角三角形结构，所述第一侧板和第二侧板的斜边连接处密封设置有所述竖玻璃板，所述第一侧板和第二侧板的竖直边连接处密封设置有所述侧玻璃板，所述第一侧板和第二侧板的底边连接处密封设置有所述塑料板，所述第一侧板和第二侧板与所述塑料板、侧玻璃板以及竖玻璃板之间的连接处均作密封处理；其中，所述第一侧板在所述竖直边的外侧边缘设置有刻度，所述第二侧板的上端开设有注入吸收介质的圆孔。

7.根据权利要求6所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述侧玻璃板以及竖玻璃板的表面均涂镀1512nm增透膜。

8.根据权利要求6所述的激光器吸收幅度测定装置，其特征在于：所述吸收介质为0.01～0.1g/L的氨水溶液。

9.一种激光器吸收幅度测定方法，应用于权利要求1-8任一项所述激光器吸收幅度测定装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将激光测量装置、激光吸收装置以及光电接收装置依次同轴设置在底板上；

步骤2：先将吸收幅度合格的激光器装入激光测量装置上，通过调整激光吸收装置使吸光度达到2.0A，记下当前激光吸收装置上刻度的数值称为Qb；

步骤3：取下该吸收幅度合格的激光器，将待检测的激光器装入激光测量装置上，按前述的操作测定吸光度；升高激光吸收装置使吸光度增加，当吸光度达到2.0A时，记下刻度值Qc；

步骤4：比对Qc和Qb的数值，若Qc>Qb则表明待测激光器合格，反之不合格。

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