CN114323273A - 一种基于多重反射的光压测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多重反射的光压测量装置及方法，其装置包括称重模块、传感反射镜和反射单元，称重模块固定设置，传感反射镜水平固定安装在称重模块上；反射单元固定架设在传感反射镜的上方，用于将入射激光反射至传感反射镜，且激光在反射单元和传感反射镜之间经多次反射后射出。本发明的有益效果是结构简单，体积较小，便于调整和校准，且其能够实现激光在传感反射镜上的多次反射，大大提高光压的增益，从而提高了光压测量的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及高功率激光测量技术领域，具体涉及一种基于多重反射的光压测量装置及方法。
背景技术
近些年来，高功率激光器发展迅速，输出的激光功率逐渐增大。对于高功率激光的测量，激光计量测试技术目前已经滞后于高功率激光器技术的发展。特别是其在军工武器和激光加工的应用上，若无法确保激光器的出激光功率精确度，将会造成不可估计的损失和破坏。这无疑对高功率激光计量检测提出了更高的需求和挑战。
传统高功率激光测量方法主要是量热方法。量热方法通过吸收材料将高功率激光全部吸收并转化成热量，通过测量装置中热沉或水的温度升高量得到激光功率。测量装置体积较大、重量较重、响应速度较慢，需要配备水冷机或储水箱，且测量的功率越高装置的体积越大，测量装置的吸收材料表面极易被激光损伤。
新兴的光压方法，通过直接测量高功率激光照射在高精密质量仪的质量，从换算关系计算光压以此来获得高功率激光的功率参数。相比于量热测量法光压测量法在测量时相应速度快、测量的精度更好。并且不需要通过介质来吸收高功率光产生的巨大能量，从而避免了体积较大的散热装置，有效地缩小了测量装置的大小。但由于单次激光辐射压力达到毫克级别，激光在测量反射镜上的作用力十分微小，现有的称重模块或称重模块精度无法满足要求，所以单次反射的高功率激光光压测量不确定度较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多重反射的光压测量装置及方法，旨在解决现有技术中的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种基于多重反射的光压测量装置，包括称重模块、传感反射镜和反射单元，所述称重模块固定设置，所述传感反射镜水平固定安装在所述称重模块上；所述反射单元固定架设在所述传感反射镜的上方，用于将入射激光反射至所述传感反射镜，且激光在所述反射单元和所述传感反射镜之间经多次反射后射出。
本发明的有益效果是：测量时，激光先射入反射单元，经反射单元反射至传感反射镜，然后在反射单元和传感反射镜之间经多次反射后射出；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。本发明结构简单，体积较小，便于调整和校准，且其能够实现激光在传感反射镜上的多次反射，大大提高光压的增益，从而提高了光压测量的精确度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述反射单元包括多重反射镜和至少一个反射机构，所述多重反射镜和所述反射机构分别固定架设在所述传感反射镜的上方，且所述反射机构位于所述多重反射镜的旁边，其将入射激光反射至所述传感反射镜和/或将所述传感反射镜反射过来的激光反射出去，且激光在所述传感反射镜和所述多重反射镜之间反射多次后射出。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，激光先射入反射机构，经反射机构反射至传感反射镜和/或将传感反射镜反射过来的激光反射出去，然后在多重反射镜和传感反射镜之间经多次反射后射出；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。
进一步，还包括安装架，所述多重反射镜和所述反射机构分别固定安装在所述安装架上。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，通过安装架将多重反射镜和反射机构集成于一体，拆装方便，省时省力。
进一步，每个所述反射机构均包括至少一个出入反射镜，所述出入反射镜倾斜安装在所述多重反射镜的旁边。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，激光先射入出入反射镜，经出入反射镜反射至传感反射镜，然后在多重反射镜和传感反射镜之间经多次反射后射出；称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。
进一步，每个所述反射机构均还包括至少一个重复反射镜，所述重复反射镜固定安装在所述多重反射镜对应激光射出的一侧，用于将射出的激光重新反射至所述传感反射镜或所述多重反射镜。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，激光先射入出入反射镜，经出入反射镜反射至传感反射镜，然后在多重反射镜和传感反射镜之间经多次反射后射出，最后射出后的激光经重复反射镜重新反射至传感反射镜或多重反射镜，激光在传感反射镜和多重反射镜之间重新反射多次；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。
进一步，每个所述反射机构均包括两个所述出入反射镜，所述多重反射镜水平设置，两个所述出入反射镜相对固定安装在所述多重反射镜上方的两侧，其与所述多重反射镜之间的夹角分别为30-40°；水平射入的激光经其中一个所述出入反射镜反射至所述传感反射镜，且激光在所述传感反射镜和所述多重反射镜之间反射多次后经另一个所述出入反射镜反射后水平射出。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，水平射入的激光经其中一个出入反射镜反射至传感反射镜，且激光在传感反射镜和多重反射镜之间反射多次后经另一个出入反射镜反射后水平射出；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，进一步提高测量的精确度，该方案结构简单，分布合理，操作简便，省时省力。
进一步，所述反射单元包括两个所述反射机构，两个所述反射机构中的四个所述出入反射镜两两相对呈十字形分布；所述多重反射镜位于四个所述出入反射镜围合成的区域内，所述传感反射镜位于四个所述出入反射镜围合成的区域的下方；所述反射单元还包括转向机构，所述转向机构用于将其中一个所述反射机构射出的激光进行转向使其射入另一个所述反射机构。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上分别反射多次反射，在保持传感反射镜面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜上的次数，进一步提高测量的精确度。
进一步，每个所述反射机构均还包括至少一个反射镜组件，每个所述反射镜组件均包括两个45°反射镜，两个所述45°反射镜的镜面相互垂直分布在所述多重反射镜对应激光射出的一侧，水平射出的激光依次经两个所述45°反射镜反射后重新水平射入所述多重反射镜。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，水平射入的激光经其中一个出入反射镜反射至传感反射镜，且激光在传感反射镜和多重反射镜之间反射多次后经另一个出入反射镜反射后水平射出；最后，射出后的激光经两个45°反射镜依次反射后重新反射至另一个出入反射镜，另一个出入反射镜将激光反射至多重反射镜，激光重新在传感反射镜和多重反射镜之间反射多次后由其中一个出入反射镜射出；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率；该方案结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上分别反射多次，在保持传感反射镜面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜上的次数，进一步提高测量的精确度。
进一步，每个所述反射机构均还包括多个所述反射镜组件，每个所述反射镜组件均分为两组反射镜组，两组所述反射镜组分别分布在所述多重反射镜的两侧，所述出入反射镜位于两组所述反射镜组之间；每组所述反射镜组中的多个所述反射镜组件沿所述多重反射镜的宽度方向水平分布。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上分别反射多次，在保持传感反射镜面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜上的次数，进一步提高测量的精确度。
本发明还涉及一种采用如上所述的多重反射的光压测量装置测量光压的方法，包括以下具体步骤：
S1：根据激光的入射角度θ，同时通过称重模块获得激光反射作用于传感反射镜上的力F，并根据计算公式F＝G＝m·g获得质量m；
S2：将所述S1中获得的入射角度θ和质量m带入以下公式(1)中，以获得入射激光的功率P，
其中，c为真空光速(m/s)，g为重力加速度(m/s^2)，θ为激光入射角度(°)，R和A分别为反射镜的反射率和吸收率，n为激光在所述传感反射镜上反射的次数，P为入射激光的功率(W)。
需要说明的是，因为激光照射在传感反射镜上产生的光压力与传感反射镜的法线方向一致，又因为传感反射镜水平放置，所以激光的光压与重力方向相同并可以溯源至质量，即此处激光的光压即为激光作用于传感反射镜2上的力F。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，激光先射入反射单元，经反射单元反射至传感反射镜，然后在反射单元和传感反射镜之间经多次反射后由反射单元射出；在此过程中，称重模块检测出激光反射作用于传感反射镜上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。本发明结构简单，体积较小，便于调整和校准，且其能够实现激光多次的反射，大大提高光压的增益，从而提高了光压测量的精确度。
附图说明
图1为本发明未设置反射镜组件时的结构示意图；
图2为本发明设置两个反射镜组件时的激光路线图；
图3为本发明设置四个反射镜组件时的激光路线图。
图4为本发明设置五个反射镜组件时的激光路线图；
图5为本发明设置一个出入反射镜时的结构示示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、称重模块；2、传感反射镜；3、多重反射镜；4、安装架；5、出入反射镜；6、45°反射镜。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1至图5所示，本实施例提供一种基于多重反射的光压测量装置，包括称重模块1、传感反射镜2和反射单元，称重模块1固定设置，传感反射镜2水平固定安装在称重模块1上；反射单元固定架设在传感反射镜2的上方，用于将入射激光反射至传感反射镜2，且激光在反射单元和传感反射镜2之间经多次反射后由反射单元射出，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压。
测量时，激光先射入反射单元，经反射单元反射至传感反射镜2，然后在反射单元和传感反射镜2之间经多次反射后射出；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，且将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，精确度大大提高。
优选地，本实施例中，称重模块1优选力传感器，灵敏度高，测量方便。
本实施例结构简单，体积较小，便于调整和校准，且其能够实现激光在传感反射镜2上的多次反射，大大提高光压的增益，从而提高了光压测量的精确度。
应用时，激光由激光器射出，本实施例的目的在于测得激光器射出激光的实施功率，并根据所测量的功率评价激光器后续工作的效果。
需要说明的是，称重模块1测量的是激光反射作用于传感反射镜上2的力，该力等同于激光的光压。
优选地，本实施例还包括控制器，称重模块1与控制器通讯连接。测量时，称重模块1将检测出的激光作用于传感反射镜2上等同于重力的力发送给控制器，且人工在控制器内预存反射单元各个部件设置的角度参数和相应的公式，控制器根据上述各个参数及相应的公式计算出射入激光的功率。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，反射单元包括多重反射镜3和至少一个反射机构，多重反射镜3和反射机构分别固定架设在传感反射镜2的上方，且反射机构位于多重反射镜3的旁边，其将入射激光反射至传感反射镜2和/或将传感反射镜2反射过来的激光反射出去，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后射出。
测量时，激光先射入反射机构，经反射机构反射至传感反射镜2，然后在多重反射镜3和传感反射镜2之间经多次反射后射出；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，精确度大大提高。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例还包括安装架4，多重反射镜3和反射机构分别固定安装在安装架4上。该方案结构简单，通过安装架4将多重反射镜3和反射机构集成于一体，拆装方便，省时省力。
优选地，本实施例中，安装架4的纵截面呈倒梯形结构，方便安装多重反射镜3和反射机构。
除上述实施例外，上述安装架4也可以采用其他适宜的几何形状，例如纵截面呈半圆形结构。
实施例4
在实施例2至实施例3任一项的基础上，本实施例中，每个反射机构均包括至少一个出入反射镜5，出入反射镜5倾斜安装在多重反射镜3的旁边，其将入射激光反射至传感反射镜2，激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后射出。
测量时，激光先射入出入反射镜5，经出入反射镜5反射至传感反射镜2，然后在多重反射镜3和传感反射镜2之间经多次反射后射出；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，精确度大大提高。
实施例5
在实施例4的基础上，本实施例中，每个反射机构均还包括至少一个重复反射镜，重复反射镜固定安装在多重反射镜3对应激光射出的一侧，用于将射出的激光重新反射至传感反射镜2或多重反射镜3。
测量时，激光先射入出入反射镜5，经出入反射镜5反射至传感反射镜2，然后在多重反射镜3和传感反射镜2之间经多次反射后射出，最后射出后的激光经重复反射镜重新反射至传感反射镜2或多重反射镜3，激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间重新反射多次；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，将该力等同于激光的光压，精确度大大提高。
该方案结构简单，设计合理，使得激光在一个方向上分别反射多次，在保持传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
实施例6
如图1所示，在实施例4的基础上，本实施例中，每个反射机构均包括两个出入反射镜5，多重反射镜3水平固定设置倒梯形的安装架4的底部，两个出入反射镜5相对固定安装在多重反射镜3上方的两侧及倒梯形的安装架4相对的两侧，其与多重反射镜3之间的夹角分别为30-40°，优选35°；水平射入的激光经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出。
测量时，水平射入的激光经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，进一步提高测量的精确度，该方案结构简单，分布合理，操作简便，省时省力。
该方案结构简单，设计合理，使得激光在一个方向上分别反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
基于上述方案，激光在传感反射镜2上反射了三次。
实施例7
如图1和图4所示，在实施例6的基础上，本实施例中，每个反射机构均还包括至少一个反射镜组件，每个反射镜组件均包括两个45°反射镜6，两个45°反射镜6的镜面相互垂直分布在多重反射镜3对应激光射出的一侧，且其通过支架固定设置；水平射出的激光依次经两个45°反射镜6反射后重新水平射入多重反射镜3。
测量时，水平射入的激光经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出；最后，射出后的激光经两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率。
该方案结构简单，设计合理，使得激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间分别反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
当每个反射机构均包括一个反射镜组件，此时由另一个出入反射镜5射出的激光经两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出。在此过程中，激光在传感反射镜2上反射六次。
实施例8
在实施例7的基础上，本实施例中，每个反射机构均还包括多个反射镜组件，每个反射镜组件均分为两组反射镜组，两组反射镜组分别分布在多重反射镜3的两侧，出入反射镜5位于两组反射镜组之间；每组反射镜组中的多个反射镜组件沿多重反射镜3的宽度方向水平分布。
该方案结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上分别在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
当每个反射机构均包括一个反射镜组件，两个45°反射镜6的镜面相互垂直分布在多重反射镜3对应激光射出的一侧，水平射出的激光依次经两个45°反射镜6反射后重新水平射入多重反射镜3。此时，由另一个出入反射镜5射出的激光经两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出。在此过程中，激光在传感反射镜2上反射六次。
以此类推，激光在传感反射镜2上反射的次数n与反射镜组件数量n0之间的关系为：n＝3×(n0+1)。
实施例9
在实施例6至实施例8任一项的基础上，本实施例中，反射单元包括两个反射机构，两个反射机构中的四个出入反射镜5两两相对呈十字形分布；多重反射镜3位于四个出入反射镜5围合成的区域内，传感反射镜2位于四个出入反射镜5围合成的区域的下方；反射单元还包括转向机构，转向机构用于将其中一个反射机构射出的激光进行转向使其射入另一个反射机构。
优选地，本实施例中，转向机构包括多个45°反射镜6，45°反射镜6的具体数量及分布方式根据需求进行设计，在此不进行一一列举。
以四个反射镜组件且转向机构包括三个45°反射镜6为例，上述各个部件的具体分布如下(参见图4)：
多重反射镜3水平固定设置倒梯形的安装架4的底部，两个出入反射镜5相对固定安装在多重反射镜3上方的两侧及倒梯形的安装架4相对的两侧，其与多重反射镜3之间的夹角分别为35°；
同时，安装架4的四个边分别分布有一个反射镜组件即图4中A、B、C及D四个位置处，相对分布的两个反射镜组件中其中一个反射镜组件能够接收另一个反射镜组件反射来的激光；转向机构中的三个45°反射镜6中，第一个45°反射镜6位于B和C所在边延长线的交点处，第二个45°反射镜6和第三个45°反射镜6分别位于B和C所在边上，且其反射面分别与第一个45°反射镜6的反射面垂直。A-B向的激光在传感反射镜2和多重反射镜3上反射多次后经三个45°反射镜6反射后形成C-D向的激光，使得激光在C-D向上再反射多次，增加激光反射在传感反射镜2上的次数，提高测量的精确度。
两组反射镜组分别分布在多重反射镜3的两侧，出入反射镜5位于两组反射镜组之间；每组反射镜组中的多个反射镜组件沿多重反射镜3的宽度方向水平分布。
上述方案激光的路径为：水平射入的激光经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出；然后，射出后的激光经对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出，该射出的激光再由对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至其中一个出入反射镜5，如此反复，使得激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间进行多重反射；在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率。
设置转向机构后激光的路径为：水平射入的激光经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出；然后，射出后的激光经对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出，该射出的激光再由对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至其中一个出入反射镜5，如此反复，使得激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间进行多次反射；
上述射出后的激光在三个转向的45°反射镜6的反射下进入另一个方向的多重反射过程，最后射出；
在此过程中，称重模块1检测出激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，将该力转换为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率，此处光压等同于重力。
该方案结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上在传感反射镜2和多重反射镜3之间分别反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
实施例10
在上述各实施例的基础上，本实施例还提供一种采用如上所述的多重反射的光压测量装置测量光压的方法，包括以下具体步骤：
S1：根据激光的入射角度θ，即根据多重反射镜3和两个出入反射镜5设置的角度获得激光的入射角度θ以及激光射入其中一个出入反射镜5的角度，同时通过称重模块1获得激光反射作用于传感反射镜2上的力F，并根据计算公式F＝G＝m·g获得质量m；
S2：将所述S1中获得的入射角度θ和质量m带入以下公式(1)中，以获得入射激光的功率P，
其中，c为真空光速(m/s)，g为重力加速度(m/s^2)，θ为激光入射角度(°)即照射在传感反射镜2上的激光与传感反射镜2之间法线的夹角，R和A分别为反射镜的反射率和吸收率，n为激光在传感反射镜2上反射的次数，P为入射激光的功率(W)。
需要说明的是，上述公式(1)是由现有技术中的质能公式推导出来的。
控制器根据公式(1)以及各个参数计算出射入激光的功率P。
另外，光压和重力的关系：因为激光照射在传感反射镜2上产生的光压力与传感反射镜2的法线方向一致，又因为传感反射镜2水平放置，所以激光的光压与重力方向相同并可以溯源至质量，即此处激光的光压即为激光作用于传感反射镜2上的力F。
本实施例结构简单，设计合理，使得激光在相互垂直的两个方向上在传感反射镜2和多重反射镜3之间分别反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
另外，该测量装置结构简单，体积较小，便于调整和校准，且其能够实现激光多次的反射，大大提高光压的增益，从而提高了光压测量的精确度。
本发明的工作原理如下：
高功率激光器发射激光，该激光水平射入其中一个出入反射镜5，并经其中一个出入反射镜5反射至传感反射镜2，且激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后经另一个出入反射镜5反射后水平射出；然后，射出后的激光经对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至另一个出入反射镜5，另一个出入反射镜5将激光反射至多重反射镜3，激光重新在传感反射镜2和多重反射镜3之间反射多次后由其中一个出入反射镜5射出，该射出的激光再由对应的两个45°反射镜6依次反射后重新反射至其中一个出入反射镜5，如此反复，使得激光在传感反射镜2和多重反射镜3之间进行多重反射；
在此过程中，称重模块1激光反射作用于传感反射镜2上的力，该力等同于激光的光压，将该力发送给控制器，控制器将该力转变为质量并根据相关的公式获得射入激光的功率P。
使用时，用于根据激光的功率评价高功率激光器工作的效果。
本发明中，光压指的是光照射在物体上会产生的压力，高功率激光器指的是发射出输出功率在1千瓦以上激光的激光器。
本发明提供的测量装置结构简单，体积较小，便于调整和校准，且使得激光在相互垂直的两个方向上在传感反射镜2和多重反射镜3之间分别反射多次，在保证传感反射镜2面积不变的情况下增加其反射于传感反射镜2上的次数，进一步提高测量的精确度。
需要说明的是，本发明所涉及到的各个电子部件均采用现有技术，并且上述各个部件与控制器电连接，控制器与各个部件之间的控制电路为现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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)
1.一种基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：包括称重模块(1)、传感反射镜(2)和反射单元，所述称重模块(1)固定设置，所述传感反射镜(2)水平固定安装在所述称重模块(1)上；所述反射单元固定架设在所述传感反射镜(2)的上方，用于将入射激光反射至所述传感反射镜(2)，且激光在所述反射单元和所述传感反射镜(2)之间经多次反射后射出。
2.根据权利要求1所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：所述反射单元包括多重反射镜(3)和至少一个反射机构，所述多重反射镜(3)和所述反射机构分别固定架设在所述传感反射镜(2)的上方，且所述反射机构位于所述多重反射镜(3)的旁边，其将入射激光反射至所述传感反射镜(2)和/或将所述传感反射镜(2)反射过来的激光反射出去，且激光在所述传感反射镜(2)和所述多重反射镜(3)之间反射多次后射出。
3.根据权利要求2所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：还包括安装架(4)，所述多重反射镜(3)和所述反射机构分别固定安装在所述安装架(4)上。
4.根据权利要求2-3任一项所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：每个所述反射机构均包括至少一个出入反射镜(5)，所述出入反射镜(5)倾斜安装在所述多重反射镜(3)的旁边。
5.根据权利要求4所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：每个所述反射机构均还包括至少一个重复反射镜，所述重复反射镜固定安装在所述多重反射镜(3)对应激光射出的一侧，用于将射出的激光重新反射至所述传感反射镜(2)或所述多重反射镜(3)。
6.根据权利要求4所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：每个所述反射机构均包括两个所述出入反射镜(5)，所述多重反射镜(3)水平设置，两个所述出入反射镜(5)相对固定安装在所述多重反射镜(3)上方的两侧，其与所述多重反射镜(3)之间的夹角分别为30-40°；水平射入的激光经其中一个所述出入反射镜(5)反射至所述传感反射镜(2)，且激光在所述传感反射镜(2)和所述多重反射镜(3)之间反射多次后经另一个所述出入反射镜(5)反射后水平射出。
7.根据权利要求6所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：所述反射单元包括两个所述反射机构，两个所述反射机构中的四个所述出入反射镜(5)两两相对呈十字形分布；所述多重反射镜(3)位于四个所述出入反射镜(5)围合成的区域内，所述传感反射镜(2)位于四个所述出入反射镜(5)围合成的区域的下方；所述反射单元还包括转向机构，所述转向机构用于将其中一个所述反射机构射出的激光进行转向使其射入另一个所述反射机构。
8.根据权利要求6所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：每个所述反射机构均还包括至少一个反射镜组件，每个所述反射镜组件均包括两个45°反射镜(6)，两个所述45°反射镜(6)的镜面相互垂直分布在所述多重反射镜(3)对应激光射出的一侧，水平射出的激光依次经两个所述45°反射镜(6)反射后重新水平射入所述多重反射镜(3)。
9.根据权利要求8所述的基于多重反射的光压测量装置，其特征在于：每个所述反射机构均还包括多个所述反射镜组件，每个所述反射镜组件均分为两组反射镜组，两组所述反射镜组分别分布在所述多重反射镜(3)的两侧，所述出入反射镜(5)位于两组所述反射镜组之间；每组所述反射镜组中的多个所述反射镜组件沿所述多重反射镜(3)的宽度方向水平分布。
10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的多重反射的光压测量装置测量光压的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1：根据激光的入射角度θ，同时通过称重模块(1)获得激光反射作用于传感反射镜(2)上的力F，并根据计算公式F＝G＝m·g获得质量m；
S2：将所述S1中获得的入射角度θ和质量m带入以下公式(1)中，以获得入射激光的功率P，
其中，c为真空光速(m/s)，g为重力加速度(m/s^2)，θ为激光入射角度(°)，R和A分别为反射镜的反射率和吸收率，n为激光在传感反射镜(2)上反射的次数，P为入射激光的功率(W)。
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