CN212844019U - 一种小光斑的光束质量测量分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种小光斑的光束质量测量分析系统，通过在壳体内置孔径光阑和激光功率探测头，配合在光纤调节装置与孔径光阑之间增设调焦组，通过改变调焦组，可以快速调节孔径光阑与光纤输出之间的相对位置，从而以得到激光束的光束发散角。与现有技术相比较，本实用新型的孔径光阑与光纤调节装置之间位置的改变，无需改变孔径光阑的位置或者是光纤调节装置的物理位置，且其调节仅仅需要通过伺服电机带动调节轮旋转，从而以改变调节盘的转动，实现不同的调焦组处于检测中，调节更加迅速快捷，测量降低人工误差，使其检测更加精确。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光光束质量测试领域，更具体地，涉及一种小光斑的光束质量测量分析系统。
背景技术
激光产业是二十一世纪的战略性新兴产业，随着激光技术的发展，其在工业、科研领域的应用越来越广泛。特别是激光的能量型应用，作为一种加工工具，激光加工装备对我国近年来制造业的转型升级起到了极大的促进作用。对于激光的能量型应用来说，激光的光束质量是一个非常重要的参数，它是激光装备中光路设计的一个很重要的输入参数，也很大程度上决定了激光装备最终的性能指标。因此激光光束质量测试技术的重要性日益凸显，兼具适用范围广和高测量精度的激光光束质量测试设备是市场所急需的。
光束发散角是指光束宽度或光束直径随着光束传播距离的增加而增大的程度，反映了光束在不同距离传输时的发散特性，该指标可较为直观的评价光束的可聚焦程度或光束的传输系统质量。光束发散角小能够有效的利用光束能量，使光束达到良好的方向性和高信噪比，从而实现降低系统的接收灵敏度等方面的要求。精确的测量和检测光束的发散角，可以为整个系统的光学设计和参数评价提供技术支持。
传统的测量光束发散角的方法有套孔法、刀口法，但这些传统方法需要准确的在透镜后焦面测量，由于系统调试误差而引起的测试误差较大。现有常用的方法如焦长法、远场广角法、远场双点法等技术大大提高了测量系统的精度，但仍存在测量误差较大，测量方式复杂，测量结构庞大，难以实现便携性的测量。
且对于小光斑的光束发散角的检测时，由于小光斑的特性，导致检测时需要移动光束与探测器间的距离，通过精确的数值拟合探测距离与光斑的直径变化，获得光束的发散角。这种测量，不仅需要精确的调试精度，同时测量误差较大，严重影响到小光斑的光束质量检测效率和精度。
实用新型内容
本实用新型提供一种调节方便快捷、测量精确且效率高的小光斑的光束质量测量分析系统，以解决上现有光斑检测效率低、测量精度差的技术问题。
根据本实用新型的一个方面，提供的一种小光斑的光束质量测量分析系统，包括内设容置腔的壳体和光纤调节装置，所述壳体上设有窗口，并在所述壳体上装设有转轴，所述转轴上装设有调节盘，所述壳体上装设有伺服电机，所述伺服电机外接调节轮，所述调节轮与所述调节盘啮合，所述调节盘上设有多个调焦组，所述调焦组与所述窗口间歇式相对设置，且所述光纤调节装置与所述调焦组相对设置，所述壳体外设有孔径光阑和激光功率探头，所述孔径光阑与所述窗口正对设置，且所述激光功率探头设置在所述调焦组的输出端用于检测通过所述调焦组的激光束的功率。
在上述方案基础上优选，所述伺服电机固定在所述壳体的侧边，所述调节轮为齿轮，所述调节盘外圆面上设有与所述调节轮适配的卡齿。
在上述方案基础上优选，所述调节盘上设有四个调焦组，且四个所述调焦组的焦距各不相同。
在上述方案基础上优选，所述调焦组为凸面朝向像所述孔径光阑的弯月形正透镜，且四个所述调焦组的弯月形正透镜弯曲弧度各不相同。
在上述方案基础上优选，所述光纤调节装置包括底座、支撑板和夹具；所述底座的上端面与所述支撑板连接，所述支撑板的上表面固定安装所述夹具。
在上述方案基础上优选，光纤的中心线、孔径光阑中心线以及激光功率探头的中心线在一条直线上。
本实用新型的一种小光斑的光束质量测量分析系统，通过在壳体外置孔径光阑和激光功率探测头，配合在光纤调节装置与孔径光阑之间增设调焦组，通过改变调焦组，可以快速调节孔径光阑与光纤输出之间的相对位置，从而以得到激光束的光束发散角。
与现有技术相比较，本实用新型的孔径光阑与光纤调节装置之间位置的改变，无需改变孔径光阑的位置或者是光纤调节装置的物理位置，且其调节仅仅需要通过伺服电机带动调节轮旋转，从而以改变调节盘的转动，实现不同的调焦组处于检测中，调节更加迅速快捷，测量降低人工误差，使其检测更加精确。
附图说明
图1为本实用新型的小光斑的光束质量测量分析系统的结构图；
图2为本实用新型的小光斑的光束质量测量分析系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
请参阅图1，结合图2所示，本实用新型的一种小光斑的光束质量测量分析系统，包括内设容置腔的壳体10和光纤调节装置30。
本实用新型的壳体10上设有窗口11，并在壳体10上装设有转轴12，转轴12上装设有调节盘20，壳体10上装设有伺服电机22，伺服电机22外接调节轮23，调节轮23与调节盘20啮合，调节盘20上设有多个调焦组21，调焦组21与窗口11间歇式相对设置，且光纤调节装置30与调焦组21相对设置，壳体10外设有孔径光阑40和激光功率探头41，孔径光阑40与窗口11正对设置，且激光功率探头41设置在调焦组21的输出端用于检测通过调焦组21的激光束的功率，而光纤调节装置30设置在壳体10中。
其中，如图所示，本实用新型的调节盘20上设有四个调焦组21，且四个调焦组的焦距各不相同。作为本实用新型的优选实施例，本实用新型的调焦组21为凸面朝向像孔径光阑40的弯月形正透镜，且四个调焦组21的弯月形正透镜弯曲弧度各不相同，且光纤调节装置30的光纤的中心线、孔径光阑40的中心线以及激光功率探头41的中心线在一条直线上。
使用原理，在使用光束质量测量分析系统来测量光束发散角时，首先将光纤、孔径光阑40、激光功率探头41三者的中心进行调节校准，激光束经光纤输出的激光束经过孔径光阑40的准直，通过调焦组21后，完全照射在激光功率探头41上，读取激光功率P1；然后，通过伺服电机22带动调节轮23旋转，以驱动调节盘20上的调焦组21相对窗口11转动，从而使得不同焦距的调焦组21处于调节光纤端面与孔径光阑40之间，从而以改变光路上，光纤调节装置30与孔径光阑40之间的距离，同时观测激光功率探头41的读数；激光功率探头41的读数达到功率P1的95％，停止调节，此时测量孔径光阑40与光纤端面间距L以及孔径光阑40的直径D，进而计算得到激光束的光束发散角。
其中，光束发散角公式为：NA＝D/2/L式中，D表示孔径光阑40直径，L表示孔径光阑40与光纤端面的距离，NA表示数值孔径，即是光束发散半角的弧度值，单位是rad。值得说明的是，激光功率探头41可以装设在壳体10内，也可以装设在壳体10外。
作为本实用新型的优选实施例，本实用新型的伺服电机22固定在壳体10的侧边，调节轮23为齿轮，调节盘20外圆面上设有与调节轮23适配的卡齿。当伺服电机22工作时，带动调节轮23旋转，从而以带动调节盘20运动，以改变处于光纤调节装置30与孔径光阑40的调焦组21，实现对光纤调节装置30与孔径光阑40相对光路位置调整。
优选的，光纤调节装置30包括底座31、支撑板32和夹具；底座31的上端面与支撑板32连接，支撑板32的上表面固定安装夹具。
本实用新型的一种小光斑的光束质量测量分析系统，通过在壳体10内置孔径光阑40和激光功率探测头，配合在光纤调节装置30与孔径光阑40之间增设调焦组21，通过改变调焦组21，可以快速调节孔径光阑40与光纤输出之间的相对位置，从而以得到激光束的光束发散角。
与现有技术相比较，本实用新型的孔径光阑40与光纤调节装置30之间位置的改变，无需改变孔径光阑40的位置或者是光纤调节装置30的物理位置，且其调节仅仅需要通过伺服电机22带动调节轮23旋转，从而以改变调节盘20的转动，实现不同的调焦组21处于检测中，调节更加迅速快捷，测量降低人工误差，使其检测更加精确。
最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，包括内设容置腔的壳体和光纤调节装置，所述壳体上设有窗口，并在所述壳体上装设有转轴，所述转轴上装设有调节盘，所述壳体上装设有伺服电机，所述伺服电机外接调节轮，所述调节轮与所述调节盘啮合，所述调节盘上设有多个调焦组，所述调焦组与所述窗口间歇式相对设置，且所述光纤调节装置与所述调焦组相对设置，所述壳体外设有孔径光阑和激光功率探头，所述孔径光阑与所述窗口正对设置，且所述激光功率探头设置在所述调焦组的输出端用于检测通过所述调焦组的激光束的功率。
2.如权利要求1所述的一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，所述伺服电机固定在所述壳体的侧边，所述调节轮为齿轮，所述调节盘外圆面上设有与所述调节轮适配的卡齿。
3.如权利要求1所述的一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，所述调节盘上设有四个调焦组，且四个所述调焦组的焦距各不相同。
4.如权利要求1所述的一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，所述调焦组为凸面朝向像所述孔径光阑的弯月形正透镜，且四个所述调焦组的弯月形正透镜弯曲弧度各不相同。
5.如权利要求1所述的一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，所述光纤调节装置包括底座、支撑板和夹具；所述底座的上端面与所述支撑板连接，所述支撑板的上表面固定安装所述夹具。
6.如权利要求1所述的一种小光斑的光束质量测量分析系统，其特征在于，光纤的中心线、孔径光阑中心线以及激光功率探头的中心线在一条直线上。
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| CN202021200151.9U CN212844019U (zh) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | 一种小光斑的光束质量测量分析系统 |
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| CN116086779A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-09 | 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司 | 泵浦模块的na测试方法及装置 |
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- 2020-06-24 CN CN202021200151.9U patent/CN212844019U/zh active Active
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| CN116086779B (zh) * | 2023-04-07 | 2023-08-22 | 度亘核芯光电技术(苏州)有限公司 | 泵浦模块的na测试方法及装置 |
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