CN204007867U

CN204007867U - 用于测量激光功率的装置

Info

Publication number: CN204007867U
Application number: CN201420463844.5U
Authority: CN
Inventors: 朱惠贤; 贺慧铭; 李彦磊; 任逸维; 阚凤旭; 陈旭辉
Original assignee: BEIJING NEWRAYSING LASER TECH Co Ltd
Current assignee: BEIJING NEWRAYSING LASER TECH Co Ltd
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2024-08-15

Abstract

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种用于测量激光功率的装置。本实用新型提出了一种用于测量激光功率的装置，包括：激光功率的检测元件；安装板，所述安装板在一个表面上具有沿其表面方向延伸的第一凹槽，且所述安装板具有沿其厚度方向穿透所述安装板的第一通道；光纤压板，所述光纤压板的一个表面上具有第二凹槽；以及检测元件压板，所述检测元件压板具有沿其厚度方向穿透所述检测元件压板的第二通道。如上所述，根据本实用新型的用于测量激光功率的装置能够实现一种非常紧凑的结构，有利于结构的小型化。另外，根据本实用新型的装置的装配也很简单，降低了装配成本。

Description

用于测量激光功率的装置

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种用于测量激光功率的装置。

背景技术

激光具有定向性好、亮度高、能量密度大等众多优点。因此，激光在多种行业(例如加工制造、医学、印刷等行业)中均有广泛的应用。根据各领域对使用激光的设备的工作要求，需要在应用激光设备的过程中根据具体情况对激光的功率进行调节，这就需要对激光的功率进行监测。

本实用新型的目的就是提供一种用于测量激光功率的装置，以达到准确、稳定检测激光功率变化的目的。

实用新型内容

如上所述，本实用新型目的旨在提供一种用于测量激光功率的装置，其能够利用很小比例的激光散出量来进行激光功率检测，检测的准确率极高。

本实用新型提出了一种用于测量激光功率的装置，其特征在于，包括：激光功率的检测元件；安装板，所述安装板在一个表面上具有沿其表面方向延伸的第一凹槽，且所述安装板具有沿其厚度方向穿透所述安装板的第一通道，所述第一通道的端部将所述第一凹槽截断；光纤压板，所述光纤压板的一个表面上具有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽合围构成光纤穿过的通道；以及检测元件压板，所述检测元件压板具有沿其厚度方向穿透所述检测元件压板的第二通道，所述第二通道与所述第一通道对齐构成所述检测元件穿过的通道。

优选地，所述第一凹槽和所述第二凹槽为形状一致的横截面为半圆形的凹槽。

优选地，所述第一通道与所述第二通道的横截面均为圆形且其尺寸相等。

优选地，所述安装板为圆形板体。

优选地，所述第一凹槽沿所述圆形板体的直径延伸。

优选地，所述第一通道的端部位于所述圆形板体的圆心处。

如此设置，本实用新型可通过精密加工的方法控制裸露光纤包层与光电检测元件中心的相对位置，从而使通过裸露光纤包层散出的激光比较均匀地照射到光电检测元件的直径范围内，从而达到到任意次探测均具有重复性的效果。

优选地，所述安装板在设置有所述第一凹槽的表面上设置有第一螺纹孔，所述光纤压板上设置有与所述第一螺纹孔相适配的第一螺钉。优选地，所述安装板在与所述第一螺纹孔相反的表面上设置有第二螺纹孔，所述检测元件压板上设置有与所述第二螺纹孔相适配的第二螺钉。如此设置，根据本实用新型的装置的装配很简单，降低了装配成本。

优选地，所述光纤压板为圆形板体。优选地，所述检测元件压板为圆形板体。如此设置，根据本实用新型的用于测量激光功率的装置能够实现一种非常紧凑的结构，有利于结构的小型化。

本实用新型是通过借助光纤传输激光这一物理传输过程，利用一部分去掉光纤涂覆层的光纤，来将激光源所产生的激光分成两部分，一部分是通过光纤传输用于正常工作，而另一部分通过去掉涂覆层的光纤裸露包层外缘散出，用于激光功率检测。为此本实用新型解决了：测量操作不影响激光通过光纤的输出效率，又使得去掉涂覆层后裸露包层边缘散出的用于进行功率检测的激光的功率相对低一些，同时让用于功率检测的激光功率和输出总功率保持为相对稳定的比例。

如上所述，利用根据本实用新型的装置来进行激光功率测量，具有良好的可重复性；同时，开辟了新的光电探测方式；解决了激光探测中模式不稳定给探测带来的问题；并且，根据本实用新型的装置整体结构简单，易于操作。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本实用新型的用于测量激光功率的装置的结构示意图；

图2显示了根据本实用新型的用于测量激光功率的装置的工作状态；以及

图3显示了根据本实用新型的装置的两次测量的测量结果。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提出了一种用于测量激光功率的装置。图1显示了根据本实用新型的用于测量激光功率的装置的结构示意图。

如图1所示，根据本实用新型的用于测量激光功率的装置首先包括检测元件7。检测元件7可以为现有技术中常用的激光功率检测元件中的任一种，其用于对从光纤10的裸露处射出的光线进行激光功率测量(下文将详细介绍)。

根据本实用新型的装置还包括安装板6。安装板6在一个表面上具有沿其表面方向延伸的第一凹槽6.1，且安装板6具有沿其厚度方向穿透安装板6的第一通道6.2。从图1可清楚地看出，第一通道6.2的端部将第一凹槽6.1截断。

根据本实用新型的装置还包括光纤压板8。光纤压板8的一个表面上具有第二凹槽8.1。在图1所示的实施例中，第一凹槽6.1和第二凹槽8.1为形状一致的横截面为半圆形的凹槽。第二凹槽8.1与第一凹槽6.1合围构成光纤10穿过的通道。

如图1所示，根据本实用新型的装置还包括检测元件压板9，检测元件压板9具有沿其厚度方向穿透检测元件压板9的第二通道9.1。第一通道6.2与第二通道9.1的横截面均为圆形且其尺寸相等。第二通道9.1与第一通道6.2对齐构成检测元件7穿过的通道。

在图1所示的实施例中，安装板6为圆形板体。第一凹槽6.1沿该圆形板体的直径延伸。第一通道6.2的端部位于该圆形板体的圆心处。光纤压板8为圆形板体，且检测元件压板9也为圆形板体。当然，安装板6、光纤压板8和检测元件压板9的形式并不限制于此，其还可以采用其它的形状，只要能够实现本实用新型的目的。

安装板6在设置有第一凹槽6.1的表面上还设置有第一螺纹孔6.3，光纤压板8上设置有与第一螺纹孔6.1相适配的第一螺钉8.2。如此地，安装板6和光纤压板8可通过螺纹连接相互固定，以固定住光纤10。

安装板6在与第一螺纹孔6.3相反的表面上设置有第二螺纹孔(图中未示出)，检测元件压板9上设置有与第二螺纹孔相适配的第二螺钉11(图1中以分解的形式示出)。

图2显示了根据本实用新型的用于测量激光功率的装置的工作状态。

图2中示意性显示了用于发射激光的激光光源1、用于接收由激光光源1所发出的激光的高纯石英光纤10(该石英光纤由内至外由石英纤芯、包层和涂覆层构成)、光功率检测元件7、遮挡防护层4(由图1所示的实施例中的安装板6、光纤压板8和检测元件压板9构成)和后端应用镜头5。

在进行激光功率测量时，光纤10在不损坏光纤包层的情况下剥掉特定长度的涂覆层，该裸露包层和纤芯具有两种功能：(1)使得通过光纤传输的激光的大部分通过纤芯，按照正常的光纤传输方式用于正常工作；(2)通过裸露包层边缘散出很少量的激光，照射到光功率检测元件7以进行功率检测。

优选地，该裸露包层的长度不大于2mm，便于被光功率检测元件7接收。

这样，由于裸露包层边缘散出的激光功率维持在一个低的水平，工作激光光纤传输后光束的能量与完整光纤结构的激光光纤传输后光束的能量基本相同，使得激光设备的工作效率能够保持在很高的水平；另外，可通过接收裸露光纤包层散出的激光来进行实时监测。由此，整个结构达到高比例分光目的。结构也比较简单，易实现。

此外，由于本实用新型的用于测量激光功率的装置安装在激光光源1和后端应用镜头5之间，可以在激光设备正常工作的期间对激光功率进行实时的监测，不会对激光设备的正常工作带来丝毫影响。同时，由于上述位置安排，根据本实用新型的装置测量结果十分准确，不会受到激光热效应的影响。

本实用新型采用光电检测元件就可以完成检测数据的样本的采集，简化了激光功率的光电检测方式。本实用新型通过精密加工的方法控制裸露光纤包层与光电检测元件中心的相对位置，从而使通过裸露光纤包层散出的激光比较均匀地照射到光电检测元件的直径范围内，从而达到到任意次探测均具有重复性的效果。

再次参照图1，下面将具体介绍进行激光功率测量实验的过程。图1中仅为本实用新型的一个实施方式，图1中所示光功率检测元件可以是光敏三极管，也可以是其他光电检测元件(例如硅光电池或光敏二极管)。其中高纯石英光纤10已经经过去涂覆层处理，将光电检测元件7安装入安装板6中，用光电检测元件压板9将检测元件7固定，用螺钉11压紧，同时将高纯石英光纤10去掉涂覆层部分的中心位置对准安装板6的中心，后采用光纤压板8将光纤10固定，用螺钉8.2紧固。

参照图2。整个装置装配完成后，将光纤10与光源进行连接，开始进行检查，检测信号经电线传输给光电流信号处理电路，从而对激光功率进行测定。关于激光功率的测定，有一组实验数据证明了以上介绍的效果，如下：

第一次测试采用激光光源介入探测部分，将后端应用镜头5对准激光功率计(激光功率计所测得的功率(W)作为对比组的数据)，检测信号经电线传输给光电流信号处理电路，开始测量，得到如表格1所示的数据

表1，第一次检测数据

第二次是在距离第一次测试72小时后进行测试，仍然按照：测试采用激光光源介入探测部分，将后端应用镜头5对准激光功率计(激光功率计所测得的功率(W)作为对比组的数据)，检测信号经电线传输给光电流信号处理电路，开始测量，得到如表格2所示的数据。

表2，第二次测量数据

图3显示了本实用新型的装置的两次测量的测量结果。根据表1和表2的数据以及图3的图表可以明显看出，根据本实用新型的装置的测量结果与标准的功率计所测得的激光功率明显呈正比，可见根据本实用新型的装置具有非常准确的测量结果。另一方面，可以看到两次测量结果的拟合曲线非常接近，可见根据本实用新型的装置所进行的测量具有极好的可重复性。

在这个具体的实施例中，根据本实用新型的用于测量激光功率的装置构造成包括安装板6、光电检测元件压板9、光纤压板8等部件，这些部件均采用表面氧化发黑处理，从而避免散出激光在激光功率监测装置中形成杂散光，避免杂散光对光敏三极管的干扰，稳定输出信号，从而获得稳定的监测性能。

如上所述，根据本实用新型的用于测量激光功率的装置能够实现一种非常紧凑的结构，有利于结构的小型化。另外，根据本实用新型的装置的装配也很简单，降低了装配成本。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.用于测量激光功率的装置，其特征在于，包括：

激光功率的检测元件；

安装板，所述安装板在一个表面上具有沿其表面方向延伸的第一凹槽，且所述安装板具有沿其厚度方向穿透所述安装板的第一通道，所述第一通道的端部将所述第一凹槽截断；

光纤压板，所述光纤压板的一个表面上具有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽合围构成光纤穿过的通道；以及

检测元件压板，所述检测元件压板具有沿其厚度方向穿透所述检测元件压板的第二通道，所述第二通道与所述第一通道对齐构成所述检测元件穿过的通道。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽为形状一致的横截面为半圆形的凹槽。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一通道与所述第二通道的横截面均为圆形且其尺寸相等。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装板为圆形板体。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一凹槽沿所述圆形板体的直径延伸。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一通道的端部位于所述圆形板体的圆心处。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装板在设置有所述第一凹槽的表面上设置有第一螺纹孔，所述光纤压板上设置有与所述第一螺纹孔相适配的第一螺钉。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述安装板在与所述第一螺纹孔相反的表面上设置有第二螺纹孔，所述检测元件压板上设置有与所述第二螺纹孔相适配的第二螺钉。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤压板为圆形板体。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测元件压板为圆形板体。