CN114323570A - 准分子激光器性能综合测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供准分子激光器性能综合测试装置，包括腔体，所述腔体具有入光口，所述腔体内设置有旋转组件、第一光纤探头、第二光纤探头以及光电转换器，所述旋转组件上设置有分光组件，所述入光口对应所述分光组件的入射光路，所述第一光纤探头位于所述分光组件的透射光路上、第二光纤探头以及光电转换器均位于所述分光组件的反射光路上，所述第一光纤探头光纤连接波长计，所述第二光纤探头光纤连接光谱仪，所述光电转换器电连接示波器，本发明中，测试装置可对准分子激光器的综合性能，即准分子激光器的光束质量、光谱、脉宽、偏振及能量进行综合检测，具有实时、高效、自动、可靠的特点。

Description

准分子激光器性能综合测试装置

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种准分子激光器性能综合测试装置。

背景技术

传统的激光测试装置，测试光束质量、光谱或脉宽，受激光功率的限制，采用分开测试。准分子激光整体性能测试的种类繁多，搭建光路复杂，引入了较多的测试误差，而且测试效率偏低，费时费力。

发明内容

本发明实施例涉及一种准分子激光器性能综合测试装置，可对准分子激光器的综合性能，即准分子激光器的光束质量、光谱、脉宽、偏振及能量进行综合检测，具有实时、高效、自动、可靠的特点。

本发明实施例提供一种准分子激光器性能综合测试装置，包括腔体，所述腔体具有入光口，所述腔体内设置有旋转组件、第一光纤探头、第二光纤探头以及光电转换器，所述旋转组件上设置有分光组件，所述入光口对应所述分光组件的入射光路，所述第一光纤探头位于所述分光组件的透射光路上、第二光纤探头以及光电转换器均位于所述分光组件的反射光路上，所述第一光纤探头光纤连接波长计，所述第二光纤探头光纤连接光谱仪，所述光电转换器电连接示波器。

作为实施例之一，所述旋转组件包括第一旋转台和第二旋转台，所述分光组件包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜位于所述第一旋转台上，所述第二分光镜位于所述第二旋转台上，所述入光口对应所述第一分光镜的入射光路，所述第二分光镜位于所述第一分光镜的反射光路上。

作为实施例之一，所述腔体内还设置有第二平移台和可移动地设置于所述第二平移台上的第二移动台面，所述第二移动台面上设置有第二能量计探头，所述第二能量计探头位于所述第一分光镜的透射光路上。

作为实施例之一，所述腔体内还设置有第三平移台和可移动地设置于所述第三平移台上的第三移动台面，所述第三移动台面上沿其移动方向并排设置有衰减片以及第三能量计探头，所述第三移动台面的移动方向垂直于所述第二分光镜的入射光路且位于所述第二分光镜的入射光路上。

作为实施例之一，所述第一分光镜和所述第二分光镜均为楔形分光镜。

作为实施例之一，所述腔体内还设置有第一平移台和可移动地设置于所述第一平移台上的第一移动台面，所述第一移动台面上沿其移动方向并排设置有聚焦镜与第一能量计探头，所述第一移动台面移动方向垂直于所述分光组件的入射光路且位于所述入光口与所述分光组件之间。

作为实施例之一，所述聚焦镜的焦距为0.25m-1m。

作为实施例之一，还包括光束质量分析仪，所述光束质量分析仪位于所述分光组件的反射光路上。

作为实施例之一，所述第一光纤探头、所述第二光纤探头以及所述光电转换器的入射光路上设置有毛玻璃片。

作为实施例之一，所述腔体包括方框、底板以及上盖，所述底板与所述上盖相对设置且配合密封，所述上盖为透明板；所述底板上设置有多个排孔，多个所述排孔相邻间隔为10mm-20mm。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

在本实施例的测试装置中，通过旋转组件可以调整分光组件的入射角度，进而可以达到调整分光组件的反射光路的目的，具体地，通过调整分光组件的反射光路实现控制调节激光分别进入第一光纤探头、第二光纤探头以及光电转换器，由此快速检测光束的波长、光谱、脉宽；以此本发明提供一种测试方便，测试效率高，光路简单，测试精度高的能够对准分子激光器的综合性能进行测试的测试装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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它的附图。

图1为本发明实施例提供的准分子激光器性能综合测试装置的测试光束质量的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的准分子激光器性能综合测试装置的测试光谱的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的准分子激光器性能综合测试装置的测试脉宽的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的准分子激光器性能综合测试装置的腔体的结构示意图；

图5为图4的腔体俯视图；

图6为图5中A处放大图；

图7为本发明实施例提供的准分子激光器性能综合测试装置的橡胶密封圈的结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-图7，本发明实施例提供一种准分子激光器性能综合测试装置，包括腔体，腔体为长方体结构，其包括方框、底板6以及上盖5，底板6与上盖5相对设置且配合密封方框，方框由前板2、后板4以及两个侧板1(3)拼接组成，在方框对应上盖5的一侧具有环形的密封槽35，且在该密封槽35内设置有橡胶密封圈36，当将上盖5安装于方框上时，上盖5压紧橡胶密封圈36，进而形成上盖5与方框之间的密封效果，具体是在上盖5的边沿处设置有通孔，以方便与方框之间的连接固定，当然底板6也采用类似的方式与方框底部连接固定；通常上盖5采用透明板，比如有机玻璃，从而可以方便观察腔体的内侧，进而利于腔体内的光路调节；在其中一侧板1上设置有入光口，准分子激光器产生的激光束由入光口进入腔体内，且在前板2上设置有进气口，在后板4上设置以后出气口，进气口位置处于前板2偏下位置，进气口直径小于或者等于6mm，视测试需求可相应更改直径大小，出气口位置处于前板2偏上位置，出气口直径小于或者等于6mm，视测试需求可相应更改直径大小，通过进气口可以向腔体内通入氮气，可以起到净化腔体内光路的目的。

参见图1-图3，进一步地，腔体内设置有旋转组件、第一光纤探头18、第二光纤探头27以及光电转换器32，旋转组件上设置有分光组件，入光口对应分光组件的入射光路，即由入光口进入腔体内的激光束可以入射至分光组件，然后通过控制旋转组件转动，进而可以达到调节分光组件的反射光路的目的。具体地，可以通过旋转组件将激光束射至第一光纤探头18、第二光纤探头27以及光电转换器32，且由于第一光纤探头18通过光纤19连接波长计20，由此当波长计20开启时，可以对激光束进行波长检测；而第二光纤探头27通过光纤28连接光谱仪29，当光谱仪29开启时，可以对激光束进行光谱测试；光电转换器32电连接示波器34，光电转换器32采用光电二极管探测器，可以将光信号转换为电信号，并通过BNC线33传输至示波器34，则当示波器34开启时，则可以测试准分子激光器的脉宽。第一光纤探头18、第二光纤探头27以及光电转换器32均通过固定块安装于底板6上，而波长计20、光谱仪29以及示波器34则均安装于腔体的外侧，方便对检测结果观察。综上，本发明实施例提供的测试装置集成有多种检测仪器，可以根据需要开启对应的检测仪器，然后调整旋转组件转动相应的角度，非常方便，检测效率高，而且光路简单，测试精度高。

在优选方案中，第一光纤探头18、第二光纤探头27以及光电转换器32的入射光路上均设置有毛玻璃片17(26/31)，即分光组件的反射光路需先经过毛玻璃片17(26/31)，再进入第一光纤探头18、第二光纤探头27或者光电转换器32，毛玻璃片17(26/31)也通过固定块固定安装于底板6上，其能够对激光束进行匀光。

细化旋转组件与分光组件，具体地，旋转组件包括第一旋转台16以及第二旋转台25，分光组件包括第一分光镜15以及第二分光镜24，第一分光镜15位于第一旋转台16上，第二分光镜24位于第二旋转台25上，入光口对应第一分光镜15的入射光路，第二分光镜24位于第一分光镜15的反射光路上。第一旋转台16与第二旋转台25均为电动旋转台，可以电控旋转相应的角度，而第一分光镜15与第二分光镜24均可以采用楔形分光镜，目的是为了消除分光镜第二个面引入的反射光给测试带来不确定性因素，第一光纤探头18位于第一分光镜15的透射光路，第二光纤探头27与光电转换器32均位于第二分光镜24的反射光路上，即激光束进入腔体内后，控制第一旋转台16转动一定角度，通过第一分光镜15透射激光束射入第一光纤探头18，则可以通过波长计20检测激光束波长，且可以控制第一旋转台16转动另外一定值角度，则可以将激光束反射至第二分光镜24，控制第二旋转台25转动一定角度，则可以将激光束反射至第二光纤探头27，进而可以检测出激光束的光谱，同理控制第二旋转台25转动另外一定值角度，则可以将激光束反射至光电转换器32，通过示波器34可以检测出准分子激光器的脉宽。由于第一分光镜15、第二分光镜24、第一光纤探头18、第二光纤探头27以及光电转换器32在底板6上的位置固定，则可以表明第一旋转台16与第二旋转台25的转动角度均为定值，则可以起到联动的作用，当开启其中一检测仪器，则第一旋转台16与第二旋转台25自行转动至相应角度，无需人工控制调节，非常方便。

再次参见图1-图3，进一步地，在腔体内还设置有三个平移台，分别为第一平移台7、第二平移台21以及第三平移台11。第一平移台7、第二平移台21以及第三平移台11通过底板6上预留的排孔，具体可以是螺纹孔，尺寸可以是M4或者M5或者M6排孔的安装固定，排孔的间隔为10mm-20mm，优选的为10mm，这些排孔也可以是光孔，设置这些排孔是为了方便测量元件的安装，便于光路调节。上述的第一旋转台16、第二旋转台25、第一光纤探头18、第二光纤探头27、光电转换器32以及各毛玻璃片、三个平移台及其他的测量元件均采用这种排孔固定于底板6上。具体在，第一平移台7上设置有第一移动台面8，第一移动台面8移动设置于第一平移台7上，即第一移动台面8可以沿第一平移台7移动；在第二平移台21上设置有第二移动台面22，第二移动台面22可以沿第二平移台21移动；在第三平移台11上设置有第三移动台面12，第三移动台面12可以沿第三平移台11移动。三个移动台面均采用电动控制，且移动距离一定，可以根据需要自行移动相应的距离，控制非常方便。

具体地，且沿第一移动台面8的移动方向，在第一移动台面8上并排设置有聚焦镜10与第一能量计探头9，第一移动台面8移动方向垂直于分光组件的入射光路，具体是垂直于第一分光镜15的入射管路且位于入光口与第一分光镜15之间，通过移动第一移动台面8，可以控制激光束先经过聚焦镜10聚焦后再入射至第一分光镜15，将聚焦镜10设置于激光束的入口和第一电动旋转台16之间，目的是为了对光束质量进行测试时减小光路总长度，使测试装置更加小巧；采用焦距小于或者等于1m的聚焦镜，具体可以是0.25m-1m，也是为减小光束质量测试时的光路总长度，从而减小了测试装置的尺寸。

聚焦镜10的主要是用作检测激光束的发散角以及指向稳定性，当两者检测完成后，则可以将聚焦镜10平移使其偏离第一分光镜15的入射光路。针对聚焦镜10的检测目的，测试装置还应包括有光束质量分析仪30，其位于腔体的外侧且位于分光组件的反射光路上，可以位于第二分光镜24的反射光路上，聚焦后的激光束依次经过第一分光镜15以及第二分光镜24的反射进入光束质量分析仪30内，由此可以在腔体的其中一侧板3上设置有出光口，反射后的激光束经该出光口进入光束质量分析仪30内，即可进行光束质量测试中光斑大小和位置稳定性测试。而第一能量计探头9则是用于，另外移动第一移动台面8，可以使得经由入光口进入腔体内的激光束射至第一能量计探头9，且该第一能量计探头9可与电脑连接，进而可以检测进入腔体内激光束的能量且将其在电脑上显示。

在第二移动台面22上设置有第二能量计探头23，通过旋转第一旋转台16和移动第二移动台面22可以使得第二能量计探头23位于第一分光镜15的透射光路上。当进行激光偏振特性测试时，旋转第一旋转台16，使激光束经过第一分光镜15透射至第二移动台面22上的第二能量计探头23，从而可以检测出第一分光镜15透射的激光束能量，当然第二能量计探头23也与电脑连接，也可以将其在电脑上显示。为配合第二能量计探头23检测结果，在第三移动台面12上设置有第三能量计探头14，且该第三移动台面12的移动方向垂直于第二分光镜24的入射光路，且当第二能量计探头23检测激光束在第一分光镜15的透射光束的能量时，通过平移第三移动台面12，可以使得第三能量计探头14接收第一分光镜15反射的激光束，进而能够检测出反射光束的能量，并将其在电脑上显示。由此通过第二能量计探头23与第三能量计探头14可以分别检测出第一分光镜15的透射光束能量与反射光束能量，进而能够检测出激光束的偏振情况。

另外，在第三移动台面12上还设置有衰减片13，沿第三移动台面12的移动方向，衰减片13与第三能量计探头14并排设置，由此表明通过移动第三移动台面12，可以使得衰减片13位于第二分光镜24的入射光路上。当采用第三能量计探头14检测出的第一分光镜15的反射能量比较强时，通过衰减片13可以衰减第一分光镜15的反射能量。

可以理解的是，本发明提供的测试装置集成有多种检测仪器，可以根据需要开启对应的检测仪器，然后调整旋转组件转动相应的角度，非常方便，检测效率高，而且光路简单，测试精度高。因此本发明提供了一种简单有效快速的测试准分子激光性能的综合测试装置，可以对准分子激光器的光束质量、光谱、脉宽、偏振特性和能量进行快速检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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.准分子激光器性能综合测试装置，包括腔体，所述腔体具有入光口，其特征在于：所述腔体内设置有旋转组件、第一光纤探头、第二光纤探头以及光电转换器，所述旋转组件上设置有分光组件，所述入光口对应所述分光组件的入射光路，所述第一光纤探头位于所述分光组件的透射光路上、第二光纤探头以及光电转换器均位于所述分光组件的反射光路上，所述第一光纤探头光纤连接波长计，所述第二光纤探头光纤连接光谱仪，所述光电转换器电连接示波器。

2.如权利要求1所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述旋转组件包括第一旋转台和第二旋转台，所述分光组件包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜位于所述第一旋转台上，所述第二分光镜位于所述第二旋转台上，所述入光口对应所述第一分光镜的入射光路，所述第二分光镜位于所述第一分光镜的反射光路上。

3.如权利要求2所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述腔体内还设置有第二平移台和可移动地设置于所述第二平移台上的第二移动台面，所述第二移动台面上设置有第二能量计探头，所述第二能量计探头位于所述第一分光镜的透射光路上。

4.如权利要求2所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述腔体内还设置有第三平移台和可移动地设置于所述第三平移台上的第三移动台面，所述第三移动台面上沿其移动方向并排设置有衰减片以及第三能量计探头，所述第三移动台面的移动方向垂直于所述第二分光镜的入射光路且位于所述第二分光镜的入射光路上。

5.如权利要求2所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述第一分光镜和所述第二分光镜均为楔形分光镜。

6.如权利要求1所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述腔体内还设置有第一平移台和可移动地设置于所述第一平移台上的第一移动台面，所述第一移动台面上沿其移动方向并排设置有聚焦镜与第一能量计探头，所述第一移动台面移动方向垂直于所述分光组件的入射光路且位于所述入光口与所述分光组件之间。

7.如权利要求6所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述聚焦镜的焦距为0.25m-1m。

8.如权利要求1所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：还包括光束质量分析仪，所述光束质量分析仪位于所述分光组件的反射光路上。

9.如权利要求1所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：所述第一光纤探头、所述第二光纤探头以及所述光电转换器的入射光路上设置有毛玻璃片。

10.如权利要求1所述的准分子激光器性能综合测试装置，其特征在于：

所述腔体包括方框、底板以及上盖，所述底板与所述上盖相对设置且配合密封，所述上盖为透明板；

所述底板上设置有多个排孔，多个所述排孔相邻间隔为10mm-20mm。

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