专利名称：一种使用小功率探测器探测大功率激光束的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种激光束的功率测量装置及方法，主要涉及一种使用小功率探测器探测大功率激光束的装置及方法，属于光电子技术领域。
背景技术：
在涉及使用激光束的各种实验及测量应用中，需要对激光束的功率或能量进行测量，由于不同的激光器具有不同的输出功率值，并且对于同一激光器来说，其输出功率可能是可调的，而在很多情况下我们都需要对所使用的激光束的功率进行测量，以了解所使用的激光束的功率值，这种情况下可能就需要很多探测器，因为现有的探测器一般都具有一定的量程，超出量程以后探测器就不能再使用，为了能够实现各种激光器的功率测量，就需要准备多个不同量程的功率探测器，这不仅会造成成本的增加，并且由于不同量程的探测器之间校准上存在差别，如果是在同一个实验中需要使用不同量程的探测器所测量的数据，那么可能也会给实验结果带来误差，因为不同的校准就代表着测量值之间的差别，为了解决上述问题，我们特提出了本发明，使用本发明的装置，只需要准备一个或两个量程的探测器即可实现对所有功率值的探测。
发明内容
根据本发明的一实施例，提供了一种使用小功率探测器探测大功率激光束的装置，包括在光路上顺次设置的扩束装置，遮光片，V形反射镜和两个小功率探测器，其特征在于:遮光片为圆形，直径等于被扩束后的激光束的直径，并且遮光片的中心与扩束后的激光束的中心重合，该遮光片被分为均等的四个象限，其中的一、三或二、四象限为完全透光的，而另外两个象限是完全不透光的，所述V形反射镜为两个反射镜组成的V形结构的反射镜，穿过完全透光的两个象限之后的激光束被V形反射镜的两个反射镜分别反射一个象限的透射激光束，从而将每个象限的激光束反射到一个小功率探测器上。根据本发明的一实施例，在所述V形反射镜与小功率探测器之间还包括缩束装置。根据本发明的一实施例，其中的扩束装置可去掉。根据本发明的另外一实施例，提供了一种使用小功率探测器探测大功率激光束的方法，其特征在于:扩束装置将被测的激光束进行扩束之后入射到遮光片上，所述的遮光片为圆形，直径等于被扩束后的激光束的直径，该遮光片被分为均等的四个象限，其中的一、三或二、四象限为完全透光的，而另外两个象限是完全不透光的，穿过完全透光的两个象限之后的激光束入射到V形反射镜上，所述的V形反射镜为两个反射镜组成的V形结构的反射镜，入射到V形反射镜上的激光束被V形反射镜的两个反射镜分别反射一个象限的透射激光束，将每个象限的激光束反射到一个小功率探测器上，也即将V形反射镜的角尖与遮光片的中心对准，并且使得V形反射镜的每个反射镜对准一个透光的象限，首先使用目测方法使得遮光片的中心大致位于扩束后的激光束的中心，然后移动遮光片，使得两个小功率探测器的数值相等。根据本发明的另外一实施例，激光束在被V形反射镜反射之后入射到小功率探测器之前还经过缩束装置。根据本发明的另外一实施例，其中的扩束装置可去掉。
附图1是本发明中所使用的功率探测器之前的遮光片；附图2是示意性的示出了现有技术中的功率探测器结构；附图3是本发明的功率探测器组成示意图。在上述图中，I表示扩束装置，2表示遮光片，3表示V形反射镜，4和5分别表示小功率量程的探测器。
具体实施例方式下面将在结合附图的基础上详细描述本发明的功率探测装置。首先来看附图2，附图2示出了现有技术中所使用的普通的激光束功率探测器，目前所使用的功率探测器一般都包括探头和显示器，探头的中央设置圆形的能量感应区，在使用的时候将该圆形的感应区与要检测的激光束对准，也即使得被测的激光束入射到探头中央的圆形感应区上，然后即可从与该探头连接的显示器上看到被测激光束的功率值或能量值来看附图1，附图1为本发明中所使用的遮光片，该遮光片位于功率探测器之前，从附图3中可以看出，其位于光束扩束装置I和V形反射镜3之间。该遮光片为圆形，其直径等于被扩束之后的激光束的直径。该圆形的遮光片为了四个均等的象限，这均等的四个象限中有两个相对的象限是不透光的，另外两个相对的象限是完全透光的，例如一三象限是完全不透光的，而二四象限是完全透光的，也即激光束穿过这两个透光的象限时不会发生光损失，或者损失极其小。由于有两个相对的象限是完全不透光的，所以如果遮光片的中心与被扩束之后的激光束的中心相重合的话，那么之后两个象限的光通过遮光片，也即只有原来二分之一的光可以通过遮光片。下面来看附图3，大功率的激光束入射到扩束装置I中，通过扩束装置I后变为直径较大的激光束，此处的扩束装置I并不是必选装置，其是一个可选装置，如果被测激光束本身直径较大，或者功率不是太高的激光束，该扩束装置可以省去，然后，被扩束之后的激光束入射到遮光片2，遮光片2的直径与被扩束之后的激光束的直径相同，由于遮光片有两个象限是不透光的，所以只有两个象限(例如一三象限或二四象限)的光能够通过，在这两个象限的光通过遮光片之后入射到V形反射镜3上，V形反射镜包括成V形设置的两个反射镜，这两个反射镜分别对一个象限中的透射的激光束进行反射，使得从两个象限中透射的激光束进行分离，也即每个反射镜反射一个象限的激光束，在两个象限的光被反射分离之后分别入射到小功率的探测器上，这两个小功率的探测器是完全相同的两个小功率探测器，如果遮光片的中心正好是与被扩束之后的激光束中心重合，那么每个小功率的探测器上所接收到的光束只相当于原来激光束四分之一，那么根据小功率探测器所显示的数值即可得到原激光束的功率值或能量值，也即为小功率探测器上所显示数值的4倍。从上面可以看出，为了获得原激光束的功率或能量值，需要将遮光片的中心设置在扩束后的激光束的中心，为了做到这一点，首先以目测的方式将遮光片的中心放置在扩束后的激光束的中心上，然后查看探测器4和5所显示的数值是否相等，如果不相等，则对遮光片进行移动，使得探测器4和5的显示数值相等即可，由于误差的存在，此处的相等可以是例如存在2-3%的差，在探测器4和5的显示数值相等之后再对遮光片进行180度的旋转，如果旋转过程中探测器4和5的数值没有发生明显变化则表明此时的遮光片的中心正好处于扩束后的激光束的中心上。在V形反射镜3与小功率的探测器4或5之间还可以根据需要增加缩束装置，以缩小入射到小功率探测器上的激光束的直径。
权利要求
1.一种使用小功率探测器探测大功率激光束的装置，包括在光路上顺次设置的扩束装置，遮光片，V形反射镜和两个小功率探测器，其特征在于:遮光片为圆形，直径等于被扩束后的激光束的直径，并且遮光片的中心与扩束后的激光束的中心重合，该遮光片被分为均等的四个象限，其中的一、三或二、四象限为完全透光的，而另外两个象限是完全不透光的，所述V形反射镜为两个反射镜组成的V形结构的反射镜，穿过完全透光的两个象限之后的激光束被V形反射镜的两个反射镜分别反射一个象限的透射激光束，从而将每个象限的激光束反射到一个小功率探测器上。
2.根据权利要求1的使用小功率探测器探测大功率激光束的装置，其特征在于:在所述V形反射镜与小功率探测器之间还包括缩束装置。
3.根据权利要求1或2的使用小功率探测器探测大功率激光束的装置，其特征在于:其中的扩束装置可去掉。
4.一种使用小功率探测器探测大功率激光束的方法，其特征在于:扩束装置将被测的激光束进行扩束之后入射到遮光片上，所述的遮光片为圆形，直径等于被扩束后的激光束的直径，该遮光片被分为均等的四个象限，其中的一、三或二、四象限为完全透光的，而另外两个象限是完全不透光的，穿过完全透光的两个象限之后的激光束入射到V形反射镜上，所述的V形反射镜为两个反射镜组成的V形结构的反射镜，入射到V形反射镜上的激光束被V形反射镜的两个反射镜分别反射一个象限的透射激光束，将每个象限的激光束反射到一个小功率探测器上，也即将V形反射镜的角尖与遮光片的中心对准，并且使得V形反射镜的每个反射镜对准一个透光的象限，首先使用目测方法使得遮光片的中心大致位于扩束后的激光束的中心，然后移动遮光片，使得两个小功率探测器的数值相等。
5.根据权利要求4的使用小功率探测器探测大功率激光束的方法，其特征在于:激光束在被V形反射镜反射之后入射到小功率探测器之前还经过缩束装置。
6.根据权利要求4或5的使用小功率探测器探测大功率激光束的方法，其特征在于:其中的扩束装置可去掉。
全文摘要
一种使用小功率探测器探测大功率激光束的装置，包括在光路上顺次设置的扩束装置，遮光片，V形反射镜和两个小功率探测器，其特征在于遮光片为圆形，直径等于被扩束后的激光束的直径，并且遮光片的中心与扩束后的激光束的中心重合，该遮光片被分为均等的四个象限，其中的一、三或二、四象限为完全透光的，而另外两个象限是完全不透光的，所述V形反射镜为两个反射镜组成的V形结构的反射镜，穿过完全透光的两个象限之后的激光束被V形反射镜的两个反射镜分别反射一个象限的透射激光束，从而将每个象限的激光束反射到一个小功率探测器上。
文档编号G01J1/00GK103148931SQ201310025169
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者李松涛, 任芝 申请人:华北电力大学(保定)