[实用新型]激光高速探测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光探测装置，尤其涉及一种用于测量发光面积大、光斑模式复杂的激光的实时功率的激光高速探测装置

背景技术

随着工业、军事及民用场合对脉冲激光的广泛需求，激光短脉冲的实时测量对于激光器的评估以及使用具有了更重要的意义。

目前广泛使用的硅、砷化铟镓等探测器，由于结电容的影响，其响应速度受到接收窗口面积的限制；窗口面积越大，探测器响应速度越慢。对于响应带宽为10GHZ的探测器件，其典型的窗口口径为40-60微米。而目前常用的短脉冲激光器(除光纤激光器外)，其口径一般在毫米到厘米量级。如果想直接测量脉冲功率，选用探测器窗口口径必须小于1毫米，这样采样区只是脉冲横场分布的一部分。由于脉冲横向模场能量分布不均匀，加之在重复测量时探测器采样位置可能出现偏差，很难保证测量的准确性和一致性。

现有技术中，高速大面积探测器使用透镜进行光斑压缩，虽然可以使测量重复性有所提高，但透镜压缩的方法无法将复杂模式激光汇聚于一个很小的面积，并且其探测仍然不可避免地受到入射角度的影响。随着响应速度提高，缩小接收窗口这一方法仍然受到一定的限制。此外，由于能量过于集中，此方法还容易引起探测器件的损坏。

鉴于以上原因，目前对于大口径复杂模式激光功率测量装置，一般只能测量连续激光或测量短脉冲激光的平均功率，不能反应其实时特性。由于光电探测器本身的限制，目前对于激光短脉冲实时功率测量一般使用间接测量的方法，测量结果不直观，测量装置复杂、成本昂贵、使用也不方便。

实用新型内容

本实用新型通过一些实施例提供了一种激光高速探测装置，用于大口径短脉冲激光器的实时功率测量，特别适合于发光面积大、光斑模式复杂的钇铝石榴石等红外脉冲激光器测量。

本实用新型通过一些实施例提供了如下技术方案：一种激光高速探测装置，包括依次连接的用于对输入信号横场能量分布进行匀化的光束匀化单元、用于对匀化后的光信号进行采样的光学采样单元、用于对经过采样压缩的光信号进行光电接收转化的光电探测器及放大电路、用于对经过光电接收转化的光信号进行实时功率转化信号处理解调单元。所述光束匀化单元以积分球为主模块，于所述积分球下方设一底座。所述光电探测器为探测口径50-100纳米的高速探测器，其封装形式与光学采样单元的封装形式相匹配。所述光学采样单元还包括一光斑压缩单元。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的一种激光高速探测装置具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的激光高速探测装置采用光束匀化单元克服了激光横场模式不均匀给测量带来的不准确性；使用接收面较小的高速探测器进行光信号测量，大大提高了测量的响应带宽；通过两者的结合解决了激光短脉冲测量时探测器接收面积和响应时间的矛盾。

2、本实用新型提供的激光高速探测装置通过信号处理解调单元将测量结果还原成输入信号功率的高速实时变化。

3、本实用新型提供的激光高速探测装置结构紧凑，使用方便。

4、本实用新型提供的激光高速探测装置可使用的材料和元器件成熟，成本相对较低，具有良好的性价比，有利于推广应用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的的实施例1的结构图；

图2为本实用新型的的实施例2的结构图；

图3为本实用新型的输入信号波形图；

图4为基于图3的输入信号的本实用新型的探测器输出信号波形图；

图5为本实用新型的的实施例3的结构图；

图6为本实用新型的的实施例4的结构图；

附图标记说明

1光束匀化单元        11采样孔

12积分球             13底座

2光斑压缩单元        3光电探测器及放大电路

31接收面             4信号处理解调单元

5待测激光光源

具体实施方式

实施例1