CN213180342U - 一种光束质量测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光束质量测试设备，包括激光器发生器、光阑固定组件和激光接收组件；光阑固定组件包括：光阑和固定面板；固定面板上设有多个测量窗口，激光器发生器可拆卸地安装在测量窗口上，部分测量窗口对应的出口处安装有光阑；激光接收组件沿激光器发生器发射激光的光路设置。本实用新型提供的光束质量测试设备，通过在未设置光阑和设置光阑的测试窗口中设置激光器发生器，利用光阑控制激光发生器的光束质量，采用激光接收组件分别检测激光的原始功率和挡光功率，有效实现了光束质量测量的功能。降低了操作人员的专业水平要求，缩短光斑大小测量工序的工时，避免人工移动测量数据之间产生的误差，提高了光束质量的测量精度。

Description

一种光束质量测试设备

技术领域

本实用新型涉及激光测量领域，尤其涉及一种光束质量测试设备。

背景技术

激光器的光束质量M2在实际生产的过程中，由于光不可见和光斑的模式分布的要求，目前有两种测量方法：

1、在生产过程中都是通过移动功率计进行测量，工艺对测量几组数据之间的距离都有数值要求。每台激光器的光束质量测试需要测量二组数据进行计算，生产效率低，误差大，质量不能保证。

2、在实验室，采用光束质量分析仪进行测试，需要专业人员进行培训并具有扎实的专业基础才能进行操作和计算，而且测试时间在30分钟以上，使用及测试条件很严格，不适合批量生产应用。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种光束质量测试设备，用以降低操作人员的专业水平要求，同时缩短光斑大小测量工序的工时，避免人工移动测量数据之间产生的误差，提高质量的测量精度。

本实用新型实施例提供一种光束质量测试设备，包括：

激光器发生器、光阑固定组件和激光接收组件；

所述光阑固定组件包括：光阑和固定面板；所述固定面板上设有多个测量窗口，所述激光器发生器可拆卸地安装在所述测量窗口上，部分所述测量窗口对应的出口处安装有所述光阑；所述激光接收组件沿所述激光器发生器发射激光的光路设置。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述光阑固定组件还包括：用于连接激光器发生器的夹持器；

每个所述测量窗口对应的入口处均安装有所述夹持器。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述夹持器为圆柱体结构，内设有用于固定所述激光器发生器的弹簧销钉。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述激光接收组件包括：电动滑台和激光接收器；

所述激光接收器沿垂直于所述激光器发生器发射激光的光路方向，可活动地安装在所述电动滑台上。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述激光接收组件还包括：

转接板；所述激光接收器固定在所述转接板上，所述转接板可活动地安装在所述电动滑台上。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述激光接收组件还包括：

弧形套；所述激光接收器安装在所述弧形套中，所述激光接收器通过所述弧形套与所述转接板连接。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述测量窗口的数量为两个，分别为第一测量窗口和第二测量窗口；所述第二测量窗口对应的出口处安装有所述光阑。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述测量窗口的数量为三个，分别为第一测量窗口、第二测量窗口和第三测量窗口；所述第二测量窗口和所述第三测量窗口对应的出口处安装有所述光阑。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述光束质量测试设备还包括：密封保护罩；

所述激光器发生器、光阑固定组件和激光接收组件均安装在所述密封保护罩内。

根据本实用新型一个实施例的光束质量测试设备，所述光阑为水冷光阑。

本实用新型提供的光束质量测试设备，通过在未设置光阑和设置光阑的测试窗口中设置激光器发生器，利用光阑控制激光发生器的光束质量，采用激光接收组件分别检测激光的原始功率和挡光功率，有效实现了光束质量测量的功能。降低了光束质量测试过程中对操作人员的专业水平要求，缩短光斑大小测量工序的工时，避免人工移动测量数据之间产生的误差，提高了光束质量的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的光束质量测试设备的结构示意图；

图2是本实用新型提供的光束质量测试设备的立体结构示意图；

图中，1、激光器发生器；2、夹持器；3、固定面板；4、电动滑台；5、转接板；6、弧形套；7、激光接收器；8、光阑；9、密封保护罩；10、激光接收组件；11、光阑固定组件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1和图2描述本实用新型实施例提供的光束质量测试设备，该光束质量测试设备包括：激光器发生器1、光阑固定组件11和激光接收组件10。光阑固定组件11包括：光阑8和固定面板3；固定面板3能够承受轴向和径向力并便于操作。固定面板3上设有多个测量窗口，激光器发生器1可拆卸地安装在测量窗口上，部分测量窗口对应的出口处安装有光阑8；激光接收组件10沿激光器发生器1发射激光的光路设置。

根据情况测量窗口一般设置为两个或三个。

设置两个测试窗口时，分别为第一测量窗口和第二测量窗口。第二测量窗口对应的出口处安装有光阑8，对应的第一测量窗口对应的出口处就不设置光阑8。测量前，激光器发生器1、光阑固定组件11和激光接收组件10放置在同一水平工作台上。同时将固定面板3按照平行度小于0.05mm的精度固定在水平工作台上。测量中，先将激光器发生器1设置在第一测量窗口处，通过激光接收组件10试记录第一次的原始功率。然后再将激光器发生器1设置在第二测量窗口处，通过激光接收组件10试记录通过特定光束质量要求的光阑后的挡光功率。由于挡光数值已知，最后将原始功率和挡光功率代入光信号探测器的电压在软件上，通过设定激光接收组件10两个特定的左右位置及各部件前后距离，通过两次测量前后的功率差及探测的阻挡激光信号，即可自动计算出光束质量大小。

同理，设置三个测试窗口时，分别为第一测量窗口、第二测量窗口和第三测量窗口。第二测量窗口和第三测量窗口对应的出口处安装有光阑8，对应的第一测量窗口对应的出口处就不设置光阑8。测量中，先将激光器发生器1设置在第一测量窗口处，通过激光接收组件10试记录第一次的原始功率。然后将激光器发生器1设置在第二测量窗口处，通过激光接收组件10试记录通过特定光束质量要求的光阑后的第一挡光功率。再将激光器发生器1设置在第三测量窗口处，通过激光接收组件10试记录通过特定光束质量要求的光阑后的第二挡光功率。由于挡光数值已知，最后将原始功率和多次的挡光功率代入光信号探测器的电压在软件上，通过设定激光接收组件10两个特定的左右位置及各部件前后距离，通过测量前后的功率差及探测的阻挡激光信号，即可自动计算出光束质量大小。

需要说明的是，如若需要同时测量多个光束质量。还可继续增加测量窗口，以同时通过两个或更多激光器发生器1来实现光束质量的测量。

本实用新型实施例提供的光束质量测试设备，通过在未设置光阑和设置光阑的测试窗口中设置激光器发生器，利用光阑控制激光发生器的光束质量，采用激光接收组件分别检测激光的原始功率和挡光功率，有效实现了光束质量测量的功能。降低了光束质量测试过程中对操作人员的专业水平要求，缩短光斑大小测量工序的工时，避免人工移动测量数据之间产生的误差，提高了光束质量的测量精度。

基于上述实施例，本实用新型提供的固定组件还包括：用于连接激光器发生器1的夹持器2。每个测量窗口对应的入口处均安装有夹持器2，通过夹持器2可以方便的固定激光器发生器1。

其中，夹持器2可选用圆柱体结构，内设有用于固定激光器发生器1的弹簧销钉，不仅便于圆柱体物体进行装夹及轴线水平精度的保证，而且能实现激光器发生器1的端面距离的精确定位。

测量窗口为同轴度小于0.02mm的基准孔，用作定位光阑8和夹持器2的同轴精度小于0.05mm，且固定的轴线与平面垂直度小于0.05mm

本实施例中，接收组件包括：电动滑台4和激光接收器7；激光接收器7沿垂直于激光器发生器1发射激光的光路方向，可活动地安装在电动滑台4上。电动滑台4采用精密丝杆，可以使用电机和编码器程序来实现的滑座的位置的重复定位精度。电动滑台4运动过程中无振动，运动的直线度小于0.05mm,且带有控制器，可以实现精度为0.05mm的滑台精密移动。电动滑台4的位置和方向，可根据实际情况来设置，以配合激光接收器7实现全自动发散角的测试。

固定面板3与电动滑台4固定好后，需要复查导轨的水平直线度是否符合精度要求，达到要求后复检测试仪的水平直线度要求小于0.05mm。

其中，激光接收组件10还包括：转接板5，激光接收器7固定在所述转接板5上，转接板5可活动地安装在电动滑台4上。

为固定激光接收器7，还可增设弧形套6；将激光接收器7安装在弧形套6中，使激光接收器7通过弧形套6与转接板5连接。

设置了弧形套6与转接板5后，电动滑台4用来同时承载并移动转接板5、弧形套6和激光接收器7，弧形套6的圆柱度小于0.05mm，激光接收器7与固定面板3之间的平行度小于0.05mm。

由于激光的温度较高，光阑8可采用水冷光阑，水冷光阑能够挡住大于一定数值发散角光的孔径，同时具有吸收杂散的激光并和水冷散热能力。本实施例中，可测量的光束质量通过中间的光阑孔径进行控制，测量范围从0.10到0.16弧度不等。其中光阑8内孔设计为锥形结构，在锥面上设计激光吸收腔，大于需要测量的光束质量的多余激光器进行吸收腔经过不小于5次反射后，转换成热量，通过水冷散热，水冷光阑的水冷散热能力不小于100W。

此外，光束质量测试设备还包括：密封保护罩9；激光器发生器1、光阑固定组件11和激光接收组件10均安装在密封保护罩9内，即各部件均设置在密封保护罩9中，以避免外界干扰，为整个结构起到安全防护的作用。

本实用新型以两个测量窗口为例。测量前，激光接收器7、弧形套6通过转接板5固定在电动滑台4上装配成一体放置于水平工作台上，同时将固定面板3按照平行度小于0.05mm的精度固定在水平工作台上，在第一测量窗口位置安装夹持器2，第二测量窗口位置安装水冷光阑和夹持器2。通过电机编程将第一测量窗口和第二测量窗口设置为两个激光接受仪固定测量位置。测量中，先将激光器发生器1设置在第一测量窗口处，通过激光接收器7试记录第一次的原始功率。然后再将激光器发生器1设置在第二测量窗口处，通过激光接收器7试记录通过特定光束质量要求的光阑后的挡光功率。由于挡光数值已知，最后将原始功率和挡光功率代入光信号探测器的电压在软件上，通过设定激光接收器7两个特定的左右位置及各部件前后距离，通过两次测量前后的功率差及探测的阻挡激光信号，即可自动计算出光束质量大小。实践发现该光束质量测试设备能够安全快速测试光束质量数据，整个过程只要2分钟左右。

综上所述，本实用新型实施例提供的光束质量测试设备，通过在未设置光阑和设置光阑的测试窗口中设置激光器发生器，利用光阑控制激光发生器的光束质量，采用激光接收组件分别检测激光的原始功率和挡光功率，有效实现了光束质量测量的功能。降低了光束质量测试过程中对操作人员的专业水平要求，缩短光斑大小测量工序的工时，避免人工移动测量数据之间产生的误差，提高了光束质量的测量精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例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同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光束质量测试设备，其特征在于，包括：

激光器发生器、光阑固定组件和激光接收组件；

所述光阑固定组件包括：光阑和固定面板；所述固定面板上设有多个测量窗口，所述激光器发生器可拆卸地安装在所述测量窗口上，部分所述测量窗口对应的出口处安装有所述光阑；所述激光接收组件沿所述激光器发生器发射激光的光路设置。

2.根据权利要求1所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述光阑固定组件还包括：用于连接激光器发生器的夹持器；

每个所述测量窗口对应的入口处均安装有所述夹持器。

3.根据权利要求2所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述夹持器为圆柱体结构，内设有用于固定所述激光器发生器的弹簧销钉。

4.根据权利要求1所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述激光接收组件包括：电动滑台和激光接收器；

所述激光接收器沿垂直于所述激光器发生器发射激光的光路方向，可活动地安装在所述电动滑台上。

5.根据权利要求4所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述激光接收组件还包括：

转接板；所述激光接收器固定在所述转接板上，所述转接板可活动地安装在所述电动滑台上。

6.根据权利要求5所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述激光接收组件还包括：

弧形套；所述激光接收器安装在所述弧形套中，所述激光接收器通过所述弧形套与所述转接板连接。

7.根据权利要求1所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述测量窗口的数量为两个，分别为第一测量窗口和第二测量窗口；所述第二测量窗口对应的出口处安装有所述光阑。

8.根据权利要求1所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述测量窗口的数量为三个，分别为第一测量窗口、第二测量窗口和第三测量窗口；所述第二测量窗口和所述第三测量窗口对应的出口处安装有所述光阑。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述光束质量测试设备还包括：密封保护罩；

所述激光器发生器、光阑固定组件和激光接收组件均安装在所述密封保护罩内。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的光束质量测试设备，其特征在于，所述光阑为水冷光阑。

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