RU184833U1 - Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне - Google Patents
Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне Download PDFInfo
- Publication number
- RU184833U1 RU184833U1 RU2018120373U RU2018120373U RU184833U1 RU 184833 U1 RU184833 U1 RU 184833U1 RU 2018120373 U RU2018120373 U RU 2018120373U RU 2018120373 U RU2018120373 U RU 2018120373U RU 184833 U1 RU184833 U1 RU 184833U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- integrating sphere
- laser radiation
- reflective element
- power
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000863032 Trieres Species 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
- G01J1/0407—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
- G01J1/0414—Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using plane or convex mirrors, parallel phase plates, or plane beam-splitters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области оптических измерений и касается устройства для измерения мощности лазерного излучения. Устройство содержит интегрирующую сферу с входным, выходным и дополнительным отверстиями, вращающийся отражательный элемент и фотоприемный узел со спектральными каналами, подведенный к выходному отверстию интегрирующей сферы. Центры входного и дополнительного отверстий находятся на оптической оси прямого проходящего излучения. Отражательный элемент выполнен с возможностью перекрытия дополнительного отверстия и направления части лазерного излучения на внутреннюю поверхность интегрирующей сферы. Отражательный элемент оснащен прозрачной пластиной, пропускающей большую часть лазерного излучения и установленной во вращающемся держателе под углом к оптической оси с возможностью периодического открытия дополнительного отверстия для вывода излучения из интегрирующей сферы. Каждый спектральный канал состоит из волоконно-оптического коллектора со светофильтром и фотодиодом. Технический результат заключается в уменьшении доли лазерного излучения, используемого для проведения измерений в расширенном спектральном диапазоне и обеспечении возможности контроля выходной мощности лазера непосредственно во время технологического процесса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Полезная модель относится к области оптических измерений, и может быть использована для измерения больших уровней мощности непрерывного лазерного излучения на различных длинах волн.
В настоящее время актуальной задачей при применении лазеров больших уровней мощности является измерение их мощности на различных длинах волн.
Так, для лазерной сварки изделий применяются иттербиевые волоконные лазеры (серия ЛС) с мощностью до 50 кВт и диаметром пучка от 12 мм на длине волны 1,06-1,08 мкм.
Необходимость измерения мощности на различных длинах волн требует применения либо неселективных приемников излучения, либо введения отдельных спектральных измерительных каналов с приемниками излучения, оптимальными по спектральной чувствительности к измеряемой длине волны. Применение неселективных приемников излучения ограничено требуемой чувствительностью измерительного канала после ослабления мощности излучения до уровня, необходимого для проведения точных измерений.
Известны водоохлаждаемые средства измерений (СИ) больших уровней мощности лазерного излучения от 1 Вт до 120 кВт в спектральном диапазоне 0,19-11,0 мкм, зависящем от уровня измеряемой мощности, (см. The True Measure of laser, performance [Офиц. Сайт Ophir Photonics]; http://www.ophiropt.com/laser-measurement).
Необходимость принудительного охлаждения является недостатком СИ больших уровней мощности, что приводит к громоздким конструкциям.
Кроме того, такие СИ не обеспечивают пропускания измеряемого излучения на объект воздействия, так как полностью поглощают все излучение, что неудобно для использования в технологическом процессе с применением мощного лазера.
Известны неохлаждаемые СИ больших уровней мощности лазерного излучения до 1 кВт с неселективными калориметрическими приемниками излучения. Такие СИ содержат электромеханические измерительные ослабители мощности лазерного излучения, располагающиеся на пути распространения лазерного пучка.
В частности, известен электромеханический измерительный ослабитель мощности лазерного излучения, содержащий ведущий диск тарельчатой формы, установленный на приводном валу, связанный с ведомым диском тарельчатой формы, установленным с возможностью реверсивного перемещения относительно ведущего диска и приводного вала (см. В.И. Арбеков, А.А. Кузнецов, М.В. Улановский, Л.Ф. Шойхет «Электромеханический измерительный ослабитель мощного оптического излучения», Тезисы Докладов 4-ой Всесоюзной НТК «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение», 1982, с. 181). В конусной части тарельчатых дисков расположены секторные прорези для пропускания оптического излучения от излучателя к приемнику. Наличие двух дисков в зависимости от направления их вращения позволяет получать значения коэффициента ослабления измеряемой мощности в 10 и 100 раз. В те промежутки времени, когда вращающаяся тарелка ведомого диска перекрывает доступ оптического излучения к приемнику, излучение отражается от внутренней конической поверхности и попадает в поглотитель мощности излучения. Такая конструкция ослабителя с дисками тарельчатой формы позволяет производить измерения мощности лазерного излучения только до 100 Вт. Средства измерений, использующие такие ослабители, также не являются СИ проходного типа, основная часть мощности поглощается при отражении от внутренней конической поверхности тарелок. Увеличение мощности вызывает термодеформацию тарелок, неконтролируемое изменение коэффициента ослабления излучения и возможное разрушение конструкции.
Из уровня техники также известно устройство для измерения энергетических параметров лазерного излучения, содержащее размещенные в теплоизолирующем корпусе отражатель конической формы с вершиной, обращенной к входному окну корпуса, и расположенный вокруг отражателя соосно с ним поглощающий цилиндр, снабженный калориметрическим датчиком температуры, соединенным с регистратором, при этом отражатель выполнен в виде сегментов с возможностью вращения симметрично относительно оси поглощающего цилиндра (см. а.с. SU 1165138, кл. G01J 5/08, опубл. 07.09.1991). В этом устройстве пучок измеряемого излучения проходит через входное и выходное окна в корпусе параллельно оси цилиндра. При этом непрерывно вращающийся с помощью привода отражатель отбрасывает часть энергии пучка на поглощающий цилиндр, нагревая его, что приводит к приращению сопротивления датчика температуры, которое преобразуется в электрический сигнал и отображается с помощью регистратора. Такое устройство позволяет производить измерение плотности мощности излучения до 10 кВт/см в течение времени измерений 10 с без дополнительного охлаждения и при выбранной форме сегментов отражателя пропускает 90% мощности пучка.
Недостатком такого устройства является необходимость подбора формы упомянутых сегментов и постоянное присутствие в проходящем пучке отражателя, что изменяет распределение мощности излучения в плоскости поперечного сечения (также - параметра М2) и ухудшает характеристики технологического использования лазера (например, качество лазерной сварки). Так, наличие отражателя конической формы приводит к тому, что центральная и наиболее интенсивная часть излучения попадает в вершину конуса и не проходит на выход устройства. В случае использования лазера в режиме большой плотности мощности в течение продолжительного времени, устройство, с целью сохранения метрологических характеристик, должно быть выведено из пучка прямого лазерного излучения. Наличие протяженного датчика температуры ухудшает зонную характеристику устройства и увеличивает погрешность измерения мощности. Данное устройство не является быстродействующим, так как использует медленные датчики температуры.
Наиболее близким по технической сущность к предлагаемой полезной модели является устройство для измерений мощности лазерного излучения, содержащее интегрирующую сферу с входным, выходным и дополнительным отверстиями, причем входное и дополнительное отверстие выполнены таким образом, что их центры находятся на оптической оси прямого проходящего излучения, вращающийся отражательный элемент, выполненный с возможностью перекрытия дополнительного отверстия и направления части лазерного излучения на внутреннюю диффузно-отражающую поверхность интегрирующей сферы, и фотоприемный узел (ФПУ), подведенный к выходному отверстию интегрирующей сферы (см. патент CN 2665682, кл. G01J 1/00, опубл. 22.12.2004). Излучение на вход ФПУ поступает в результате многократных диффузных отражений по закону Ламберта от внутренней поверхности интегрирующей сферы, ослабляется до необходимого значения и выравнивается по распределению интенсивности, что уменьшает зонную характеристику устройства. На входе ФПУ установлена ограничивающая световой поток диафрагма, определяющая поле зрения ФПУ, и индикатор измеряемой мощности на выходе датчика. Вращающийся отражательный элемент для измерения больших уровней мощности выполнен в виде диска с мишенью, имеющей высокий коэффициент отражения, которая отражает большую часть мощности излучения в интегрирующую сферу. Наличие вращения увеличивает площадь поверхности поглощения, что уменьшает тепловую нагрузку на мишень.
Описанное устройство имеет следующие недостатки: - устройство не обеспечивают пропускания измеряемого излучения на объект воздействия, так как поглощает и отражает все излучение, что неудобно для использования в технологическом процессе с использованием мощного лазера;
- при измерении больших уровней мощности устройство имеет большие габариты и требует охлаждения.
- при измерении больших уровней мощности излучения устройство имеет недостаточную помехозащищенность из-за электрических наводок от источника питания лазера на ФПУ;
- устройство работает в узком спектральном диапазоне, определяемом характеристиками применяемого фотодиода в ФПУ.
Технической проблемой является создание высокоточного и помехозащищенного устройства проходного типа в расширенном спектральном диапазоне, пропускающего все излучение большой мощности на объект воздействия без вмешательства в лазерный пучок и имеющее небольшие габариты, которое может проводить измерения и контролировать выходную мощность лазера непосредственно во время технологического процесса (сварки, резки и т.д.). Технический результат заключается в уменьшении доли мощности лазерного излучения, используемой для проведения высокоточных измерений в расширенном спектральном диапазоне.
Поставленная проблема решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для измерений мощности лазерного излучения, содержащем интегрирующую сферу с входным, выходным и дополнительным отверстиями, причем входное и дополнительное отверстие выполнены таким образом, что их центры находятся на оптической оси прямого проходящего излучения, вращающийся отражательный элемент с электродвигателем, выполненный с возможностью перекрытия дополнительного отверстия и направления части лазерного излучения на внутреннюю диффузно-отражаюшую поверхность интегрирующей сферы, и фотоприемный узел, подведенный к выходному отверстию интегрирующей сферы, отражательный элемент оснащен прозрачной пластиной, пропускающей большую часть лазерного излучения и установленной во вращающемся держателе под углом к оптической оси с возможностью периодического открытия дополнительного отверстия для вывода лазерного излучения из интегрирующей сферы, а само устройство снабжено блоком управления, соединенным с электродвигателем отражательного элемента и подключенным к фотоприемному узлу со спектральными каналами, каждый из которых состоит из волоконно-оптического коллектора со светофильтром и регистрирующим излучение фотодиодом. Пластина предпочтительно выполнена из кварцевого стекла и с двух сторон снабжена просветляющим покрытием. Отражательный элемент предпочтительно содержит установленный на валу электродвигателя диск, на котором с диаметрально противоположных сторон закреплены пластина в держателе и противовес.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства в момент перекрытия дополнительного отверстия отражательным элементом;
на фиг. 2 - то же в момент открытия дополнительного отверстия для вывода всего лазерного излучения из интегрирующей сферы;
на фиг. 3 - вид А по фиг.1;
на фиг. 4 - график зависимости температуры Т на поверхности пластины, от L - расстояния между осью вращения отражательного элемента и центром пучка лазерного излучения;
на фиг. 5 - график зависимости коэффициента отражения К2, определяемого геометрией установки, от ширины пластины отражательного элемента.
Предлагаемая установка для измерений больших уровней мощности содержит интегрирующую сферу 1, расположенную после источника 2 лазерного излучения, выполненную из металла, например, из дюралюминиевого сплава Д16, с входным 3, выходным 4 и дополнительным 5 отверстиями. Входное 3 и дополнительное 5 отверстия выполнены таким образом, что их центры расположены на оптический оси прямого проходящего потока лазерного излучения. Внутренняя поверхность сферы 1 покрыта диффузно-отражающим покрытием, например, светотехнической эмалью типа АК 243. На выходе дополнительного отверстия 5 расположен отражательный элемент, содержащий сменную (в зависимости от длины волны лазерного излучения) тонкую прозрачную пластину 6, например, изготовленную из кварцевого стекла марки КУ-1 с нанесенным с двух сторон диэлектрическим просветляющим покрытием для устранения «7,8% Френелевского отражения, например, типа 43Р, обеспечивающим коэффициент пропускания 99% для измерения мощности излучения в диапазоне длин волн 0,5-2,0 мкм. Пластина 6 закреплена в металлическом держателе 7, жестко связанном с металлическим диском 8, установленном на валу электродвигателя 9, например, типа УАД 32Ф. С диаметрально противоположной стороны на диске 8 закреплен противовес 10, например, из стальной фольги, для быстрого вывода отражателя из зоны излучения после окончания цикла измерений.
Пластина 6 разделяет лазерное излучение на прямой проходящий поток и отраженный поток. Отраженный поток поступает во внутреннюю поверхность интегрирующей сферы 1 и далее, после многократных отражений от внутренней ее поверхности - на выходное отверстие 4. К выходному отверстию 4 интегрирующей сферы 1 подведен вход 11 фотоприемного узла (ФПУ) 12, содержащего волоконно-оптический коллектор 13 с двумя светопроводами 14 для каждого спектрального канала (при необходимости может быть выполнено три и более каналов), на выходах 15 и 16 которых последовательно установлены светофильтры 17 и 18 из нейтрального стекла, например, марки НС-2 и регистрирующие излучение фотодиоды 19, например, типа S2386 (работающий на длине волны в диапазоне 0,53-0,9 мкм) и 20, например, типа G8370 (работающий на длине волны в диапазоне 0,9-1,06 мкм). Применение волоконно-оптического коллектора 13 позволяет осуществить пространственное разнесение ФПУ 12 от источника излучения 2, что при необходимости обеспечивает устранение влияния электрических наводок, создаваемых блоком питания источника лазерного излучения 2 на работу ФПУ 12, и увеличивает помехозащищенность устройства, а нейтральные светофильтры 17 и 18 необходимы для согласования уровня оптического сигнала с диапазоном линейности фотодиодов 19 и 20. Сигналы с ФПУ 12 поступают через подключенный к нему блок управления 21, соединенный с электродвигателем 9, в компьютер 22.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Первоначально запускают пилотный (юстировочный) лазер, входящий в состав источника лазерного излучения 2 на небольшом уровне выходной мощности (~0,5 мВт) и осуществляют юстировку устройства, где пучок излучения беспрепятственно проходит через входное 3 и дополнительное 5 отверстия интегрирующей сферы 1.
После проведения юстировки, запускают основной лазер источника излучения 2 в режиме большой мощности и после выхода на требуемый энергетический режим, с помощью компьютера 22 через блок управления 21 запускают цикл проведения измерения мощности излучения (длительность цикла не превышает двух-трех секунд). В процессе измерения включают электродвигатель 9, пучок лазерного излучения проходит через входное отверстие 3 интегрирующей сферы 1, попадает на поверхность вращающейся пластины 6 и разделяется на прямой поток, проходящий через дополнительное отверстие 5, и поток, отраженный от пластины 6 и попадающий в интегрирующую сферу 1. Вектор нормали к пластине 6 расположен под углом 6°-8° относительно оптической оси излучения. Отраженный от пластины 6 поток излучения, многократно отражаясь от внутренней поверхности интегрирующей сферы 1 по закону Ламберта, представляет собой диффузно-отраженный поток, который через выходное отверстие 4 поступает на ФПУ 12, а именно на вход 11 волоконно-оптического коллектора 13. Его угол обзора а должен быть таким, чтобы собирать диффузно-отраженное излучение с области, характеризующееся равномерностью распределения интенсивности (что уменьшает влияние зонной характеристики устройства на результат измерений и увеличивает его точность). Наличие небольшого угла установки пластины 6 относительно оптической оси уменьшает влияние поляризации лазерного пучка и обеспечивает первое отражение от нее в область интегрирующей сферы 1 в направлении, не совпадающем ни с прямым излучением, ни с расположением выходного отверстия 4 и волоконно-оптического коллектора 13, что необходимо для получения более точных результатов измерений мощности.
Волоконно-оптический коллектор 13 передает диффузно-отраженный поток по двум светопроводам 14. Затем этот поток поступает на нейтральный фильтр 17, расположенный на выходе первого спектрального канала 15 светопровода 14 и далее на фотодиод 19, также - на нейтральный фильтр 18, расположенный на выходе второго спектрального канала 16 и далее на фотодиод 20. Полученный электрический сигнал с ФПУ 12 поступает в компьютер 22 с помощью блока управления 21 для получения результатов измерений. После их получения по сигналу от компьютера 22 с помощью блока управления 21 отключают электродвигатель 9 и завершают цикл измерений, а пластина 6 без вмешательства оператора благодаря противовесу 10 за счет дисбаланса быстро выводится из пучка и оказывается в положении, не оказывающим влияния на его структуру при дальнейшем технологическим применении лазера.
На фиг. 3 приведена схема движения пластины 6 относительно пучка излучения, имеющего диаметр dп=2 rп.
Ось электродвигателя 9 (точка О) расположена на расстоянии L от центра пучка лазерного излучения (точка O1). Можно показать, что на поверхности пластины 6 устанавливается температура
где Р - мощность излучения; λ - теплопроводность пластины; 
С - теплоемкость пластины; ρ - удельная плотность материала пластины; ƒ - частота вращения электродвигателя (число оборотов в секунду).
При использовании в качестве пластины кварцевого стекла КУ-1 его теплофизические характеристики равны λ=1,35 Вт/мс0; ρ=2200 Кг/м3; С=728,0 Дж/кгс0. Температура размягчения 1400°С.
Зависимость температуры Т°С от L мм при Р=\2кВт, rп=6 мм, (что определяет плотность мощности излучения ≈10 кВт/см2) и ƒ=50 оборотов в секунду представлена на фиг. 4. Из фиг. 4 следует, что при выборе L≈150 мм температура на поверхности пластины будет порядка 1300°С, что меньше температуры размягчения кварцевого стекла.
Можно показать, что коэффициент пропускания отраженного излучения K0, поступающего в интегрирующую сферу, определяется произведением коэффициентов пропускания K0=K1⋅K2, где K1 определяется пропусканием за счет отражения ≈1% проходящей мощности от диэлектрического покрытия поверхности пластины 6, а K2 определятся геометрией расположения отражающего элемента в конструкции установки и может быть определена по формуле
где dп - ширина пластины отражателя.
Из фиг. 5 видно, что при ширине пластины отражателя 1-2 мм можно достичь коэффициента пропускания K2 в диапазоне (10-3÷2⋅10-3).
Тогда К0=(10 -5+2⋅10~5) и при мощности лазерного источника
Р=10-50 кВт, средняя мощность излучения, отраженная от пластины 6 и попадающая в интегрирующую сферу 1, будет не более 0,1÷1,0 Вт.
Интегрирующая сфера 1 дополнительно ослабляет излучение. Коэффициент ее пропускания с учетом, того, что излучение с выходного отверстия 4 собирается на входе 11 волоконно-оптического коллектора 13 в линейном угле а может быть определен из следующего соотношения
где ρ - коэффициент отражения от внутренней поверхности интегрирующей сферы 1; S, Sвх, Sвых, Sдоп - площадь внутренней поверхности интегрирующей сферы 1, площади сферических сегментов входного 3, выходного 4 и дополнительного 5 отверстий соответственно; SK - площадь апертуры входа 11 волоконно-оптического коллектора 13.
Так, при диаметрах входного, выходного и дополнительного отверстий, равных 20 мм, 5 мм и 20 мм соответственно, диаметра апертуры входа 11 волоконно-оптического коллектора 13 5 мм, угла α≈12° и р=0,8, диаметра интегрирующей сферы 1 100 мм, коэффициент пропускания интегрирующей сферы 1 равен КСФ ≈2,5 -10-5, что обеспечивает полный коэффициент пропускания устройства Кп=КСФ⋅Ко ≈2,5-10-10 и мощность, поступающую на фотодиоды 19 и 20, от общего 12 кВт излучения лазера, составит всего порядка 3 мкВт, что достаточно для проведения точных измерений.
Наличие пластины, пропускающей большую часть мощности излучения, приводит к тому, что отраженная часть мощности, рассеянная в интегрирующей сфере и поступающая на ФПУ, имеет малое значение, которое не может быть измерено неселективным калориметрическим приемником излучения с необходимой точностью и требует применения чувствительных фотоприемников. Использование двух спектральных измерительных каналов для различных длин волн, оптимальных по спектральной чувствительности, позволяет использовать фотодиоды, имеющие высокую спектральную чувствительность на оптимальной для конкретного фотодиода длине волны и тем самым обеспечивать возможность независимой регулировки чувствительности каналов, что повышает точность измерений мощности. Путем выбора материала пластины и ее покрытия, подбора скорости вращения двигателя, площади пластины и времени ее прохождения через поперечное сечение пучка, ослабления излучения в интегрирующей сфере и ФПУ, возможно получение отраженного оптического сигнала, позволяющего провести высокоточное измерение больших уровней мощности излучения устройством с меньшими габаритами и без вмешательства в лазерный пучок.
Таким образом, предлагаемая полезная модель за счет описанной конструкции позволяет значительно уменьшить долю лазерного излучения, используемую для проведения измерений, и создать высокоточное помехозащищенное устройство проходного типа, которое может в расширенном спектральном диапазоне проводить измерения и контролировать выходную мощность лазера непосредственно во время технологического процесса.
Claims (3)
1. Устройство для измерений мощности лазерного излучения, содержащее интегрирующую сферу с входным, выходным и дополнительным отверстиями, причем входное и дополнительное отверстие выполнены таким образом, что их центры находятся на оптической оси прямого проходящего излучения, вращающийся отражательный элемент с электродвигателем, выполненный с возможностью перекрытия дополнительного отверстия и направления части лазерного излучения на внутреннюю диффузно-отражающую поверхность интегрирующей сферы, и фотоприемный узел, подведенный к выходному отверстию интегрирующей сферы, отличающееся тем, что отражательный элемент оснащен прозрачной пластиной, пропускающей большую часть лазерного излучения и установленной во вращающемся держателе под углом к оптической оси с возможностью периодического открытия дополнительного отверстия для вывода лазерного излучения из интегрирующей сферы, а само устройство снабжено блоком управления, соединенным с электродвигателем отражательного элемента и подключенным к фотоприемному узлу со спектральными каналами, каждый из которых состоит из волоконно-оптического коллектора со светофильтром и регистрирующим излучение фотодиодом.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина выполнена из кварцевого стекла и с двух сторон снабжена просветляющим покрытием.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отражательный элемент содержит установленный на валу электродвигателя диск, на котором с диаметрально противоположных сторон закреплены пластина в держателе и противовес.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120373U RU184833U1 (ru) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018120373U RU184833U1 (ru) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU184833U1 true RU184833U1 (ru) | 2018-11-12 |
Family
ID=64325161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018120373U RU184833U1 (ru) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU184833U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3002558B1 (de) * | 1980-01-25 | 1981-04-02 | Vladimir Dr.-Ing. 5100 Aachen Blazek | Einrichtung zum Messen der Strahlungsleistung und der Strahlungsenergie von Lasern |
| CN2665682Y (zh) * | 2003-12-01 | 2004-12-22 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 漫反射积分式激光功率能量测量装置 |
| WO2015110868A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Fiber coupled integrating sphere based-laser energy meter |
| RU2634370C1 (ru) * | 2016-05-25 | 2017-10-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Вторичный эталон единицы энергии лазерного излучения для калибровки и поверки лазерных джоульметров в расширенном спектральном диапазоне |
-
2018
- 2018-06-01 RU RU2018120373U patent/RU184833U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3002558B1 (de) * | 1980-01-25 | 1981-04-02 | Vladimir Dr.-Ing. 5100 Aachen Blazek | Einrichtung zum Messen der Strahlungsleistung und der Strahlungsenergie von Lasern |
| CN2665682Y (zh) * | 2003-12-01 | 2004-12-22 | 中国科学院安徽光学精密机械研究所 | 漫反射积分式激光功率能量测量装置 |
| WO2015110868A1 (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | Tubitak (Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu) | Fiber coupled integrating sphere based-laser energy meter |
| RU2634370C1 (ru) * | 2016-05-25 | 2017-10-26 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОПТИКО-ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (ФГУП "ВНИИОФИ") | Вторичный эталон единицы энергии лазерного излучения для калибровки и поверки лазерных джоульметров в расширенном спектральном диапазоне |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4154529A (en) | System for detecting reflected laser beams | |
| JP4444828B2 (ja) | 血液細胞及びこれに類するものを分化するために光散乱を検出するための光ファイバ装置 | |
| RU2385461C2 (ru) | Оптический времяпролетный велосиметр | |
| US4647777A (en) | Selective gas detector | |
| JPH04505967A (ja) | 流体の組成例えば内燃機関の排気ガスの成分を測定するための装置 | |
| JP2000500237A (ja) | ガスセンサー | |
| RU184833U1 (ru) | Устройство для измерений мощности лазерного излучения в расширенном спектральном диапазоне | |
| AU2006210735A1 (en) | A monitor for monitoring particles flowing in a stack | |
| SU1179402A1 (ru) | Датчик дыма | |
| RU184251U1 (ru) | Устройство для измерений мощности лазерного излучения | |
| KR100781968B1 (ko) | 광경로 길이를 변경할 수 있는 비분산 적외선 가스 농도측정장치 | |
| US4099870A (en) | Optical probe for the measurement of speeds in a fluid flow | |
| TWM572464U (zh) | 用於低溫透射測溫的偵測器 | |
| RU2002118692A (ru) | Способ и устройство для измерения потерь оптической мощности в соединителе из оптического волокна | |
| CN114543988B (zh) | 一种激光功率计 | |
| CN206192500U (zh) | 光束取样系统 | |
| EP1535049A2 (en) | Method and apparatus for monitoring particles flowing in a stack | |
| SU1193541A1 (ru) | Фотометр | |
| JPH08184556A (ja) | 光式ガス検知装置 | |
| CN111442833B (zh) | 一种红外激光功率检测装置及其应用 | |
| US20220341763A1 (en) | Device for optical applications | |
| US6524001B1 (en) | Method and system for sensing optical fiber temperature | |
| RU1780016C (ru) | Лазерный измеритель скорости объекта | |
| KR0171312B1 (ko) | 광서큘레이터를 이용한 분포형 광온도센서의 광학계 | |
| SU666430A2 (ru) | Устройство дл определени параметров потока |