CN2745055Y - 一种激光棒热透镜焦距测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He－Ne激光器，特点是He－Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜和波长为632.8nm的半反射片，半反射片与光路成45度，He－Ne激光器发射的激光通过扩束望远镜和半反射片平行入射到激光棒上，激光棒的前表面反射光和激光棒的后表面反射光通过半反射片反射后沿竖直方向在观测装置上形成等厚干涉条纹，数出从中心到边缘的等厚干涉条纹数，利用公式f=R²/mλ，可以方便准确地测量较长热透镜焦距值，公式中，f－激光棒热透镜焦距值，R－激光棒半径，λ－He－Ne激光器输出波长，m－观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数。

Description

一种激光棒热透镜焦距测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光棒的热透镜效应，尤其是涉及一种激光棒的热透镜焦距测量装置。

背景技术

固体激光器在运转过程中吸收的泵浦光能量，除小部分以激光方式输出外，大多数能量转变为热并沉积在激光工作物质内使其产生温升，在不断重复泵浦和热传导作用下，工作物质内温度梯度不断增加，直到发热功率与冷却液带走热量相等时达到热平衡。工作物质中温度梯度的存在使原本折射率完全均匀的工作物质变为类透镜介质，光束通过工作物质后发生聚焦，称为热自聚焦。在对称泵浦的情况下，园柱形激光棒成为类球透镜，也称为热透镜效应。热透镜效应使激光束发散角迅速增加，并且会在工作物质内部产生实焦点，在材料内部产生激光损伤。为了减轻热透镜效应对激光器件的影响，人们采用多种方法对热透镜效应进行补偿。但是，为了有效地实现热透镜效应的补偿，首先需要用各种方法来获得热透镜的焦距值，而其中较为常用的方法是直接测量法，如2003年8月27日公告授权的02266147.6号中国实用新型专利说明书的实施例中介绍了一种常用的热透镜焦距的测量方法，用一个氦氖激光器输出氦氖激光通过固体激光介质，通过设置在固体激光介质后的焦距测量装置可以测出不同泵浦功率下固体激光介质的热透镜焦距值。但是激光棒热透镜焦距在几十厘米到几十米之间，在长热焦距时，用这种装置进行直接测量时不易确定焦点位置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够准确方便地测量较长的激光棒热透镜焦距值的激光棒的热透镜焦距测量装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器，所述的He-Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜和波长为632.8nm的半反射片，所述的半反射片与所述的光路成45度，所述的He-Ne激光器发射的激光通过所述的扩束望远镜和所述的半反射片平行入射到待测激光棒上，所述的激光棒的前表面的反射光和所述的激光棒的后表面的反射光通过所述的半反射片反射后沿竖直方向在所述的观测装置上形成等厚干涉条纹，数出从中心到边缘的等厚干涉条纹数，利用公式，得到热透镜焦距值，公式中，f-所述的激光棒的热透镜焦距值，R-所述的激光棒的半径，λ-所述的He-Ne激光器的输出波长，m-所述的观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数。

所述的半反射片和所述的观测装置之间可以设置有凸透镜。

所述的观测装置可以是成像屏幕，也可以是数码摄像装置，所述的数码摄像装置连接有自动条纹计数装置。。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于可以通过观察观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数，利用公式 $f=\frac{R^2}{\mathrm{m\λ}},$ 可以方便准确地对于较长热透镜焦距值进行测量，公式中，f-待测激光棒的热透镜焦距值，R-激光棒的半径，λ-He-Ne激光器的输出波长，这里为632.8nm，m-观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数；在半反射片和观测装置之间设置凸透镜，可以使等厚干涉条纹更加清晰；而用数码摄像装置来作为观测装置，便于进行自动化计数，并将每次的测量结果进行保存。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：如图1所示，一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器1，扩束望远镜2和波长为632.8nm的半反射片3，半反射片3与He-Ne激光器1的光轴成45度角，待测的激光棒4位于半反射片3之后，He-Ne激光器1发射的激光通过扩束望远镜2以平行光出射，经过半反射片3后入射到激光棒4上，激光棒4的前表面反射光通过半反射片3反射后沿竖直方向传输，而进入到激光棒4内的光到达激光棒4的后表面时产生后表面反射光，后表面反射光再次通过激光棒4，并在半反射片3反射后沿竖直方向传输，后表面反射光与前表面反射光形成等厚干涉，使用白色成像屏幕5观察到激光棒4的两个端面形成的干涉条纹，数出干涉条纹的数量，根据公式 $f=\frac{R^2}{\mathrm{m\λ}},$ 可以方便准确地对于较长热透镜焦距值进行测量，公式中，f-待测激光棒的热透镜焦距值，R-激光棒的半径，λ-He-Ne激光器的输出波长，这里为632.8nm，m-观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数。

实施例二：如图2所示，一种激光棒的热透镜焦距测量装置，它的其它结构与实施例一相同，不同之处在于两个端面的反射光经过半反射片3反射后，先经过一个凸透镜6，然后由数码摄像装置7来记录干涉条纹，利用数码技术在电脑上可以方便地测出从中心到边缘的等厚干涉条纹数量，并采用实施例一相同的计算方法来获得热透镜焦距值。

Claims (4)

1、一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器，其特征在于所述的He-Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜和波长为632.8nm的半反射片，所述的半反射片与所述的光路成45度，所述的He-Ne激光器发射的激光通过所述的扩束望远镜和所述的半反射片平行入射到待测激光棒上，所述的激光棒的前表面的反射光和所述的激光棒的后表面的反射光通过所述的半反射片反射后沿竖直方向在所述的观测装置上形成等厚干涉条纹，数出从中心到边缘的等厚干涉条纹数，利用公式 $f=\frac{R^2}{\mathrm{m\λ}},$ 得到热透镜焦距值，公式中，f-所述的激光棒的热透镜焦距值，R-所述的激光棒的半径，λ-所述的He-Ne激光器的输出波长，m-所述的观测装置上从中心到边缘的等厚干涉条纹数。

2、如权利要求1所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的半反射片和所述的观测装置之间设置有凸透镜。

3、如权利要求1或2所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的观测装置是成像屏幕。

4、如权利要求1或2所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的观测装置是数码摄像装置，所述的数码摄像装置连接有自动条纹计数装置。

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