[发明专利]激光功率探测装置及其探测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光探测装置及探测方法，尤其是一种激光功率探测装置及其探测方法。

背景技术

随着激光工业的发展，大功率激光在焊接、切割方面的应用日益普及，可是，对几百瓦甚至几千瓦的大功率激光的测量难度却越来越大。现有的测量大功率激光的设备多为功率计，其中的接收部件为功率探头，也即是碳斗，它由内腔为圆锥状的光吸收材料和一个铜或铝的热传导基底构成；功率计的工作原理是通过碳斗先把激光转换成热，再将热转换成可进行数据分析的电信号。虽然目前常用的功率计其标称的测量范围可达几百瓦，甚至上千瓦，但是，这种功率计却存在着难以克服的缺陷，首先，在测量激光功率时，碳斗极易受损，从而导致测量不再准确，因此连续工作的时间不能过长，其原因是碳斗需要充分地吸收激光才能进行有效地探测，而过高功率激光的连续照射却极易损伤碳斗的探测面；其次，需附带体积庞大的制冷设备，以对碳斗进行有效的冷却，这不但使其体积过大，且使用也不方便，测量的成本也高；再次，仅能测量激光的功率，而不能同时测量激光的脉冲数。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种结构简单、体积小，可连续测量激光的功率和脉冲数且使用方便的激光功率探测装置。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种激光功率探测装置的探测方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：激光功率探测装置包括位于待测激光光路上的光探测部件，特别是，

所述待测激光与所述光探测部件间置有衰减器，所述衰减器由两片白宝石玻璃镜片构成，其中，第一白宝石玻璃镜片位于所述待测激光的光路上，且与待测激光的光路呈45度角设置，第二白宝石玻璃镜片位于第一白宝石玻璃镜片的反射光路上，且其镜面与待测激光的光路相平行，所述光探测器位于所述第一白宝石玻璃镜片背面的第二白宝石玻璃镜片的反射光路上；

所述光探测部件由光功率探测器和光脉冲探测器组成，所述光功率探测器和光脉冲探测器的输出端均与数据处理部件的输入端电连接，用于将光功率探测器和光脉冲探测器输出的模拟量信号转换成数字量和对其进行处理，以获得待测激光的功率值和脉冲数。

作为激光功率探测装置的进一步改进，所述的第一白宝石玻璃镜片和第二白宝石玻璃镜片的厚度均为3mm；所述的光功率探测器为型号为IP 1025的功率探头；所述的光脉冲探测器为型号为OPT 1025的快速光电管；所述的数据处理部件由依次电连接的模数转换器、单片机和显示器构成；所述的模数转换器为型号为TLC 549的集成电路块；所述的单片机为型号为DSP 2407的16位单片机；所述的显示器为液晶显示屏。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：激光功率探测装置的探测方法包括接收光探测部件的模拟量信号，特别是探测方法包含以下步骤：

将光功率探测器的模拟量信号转换成数字量数据，并按时间1秒取其均值后，送往显示器输出；

自光脉冲探测器接收到首个待测激光的信号开始记数，并按时间1秒结算接收到的激光信号数目，将其换算成脉冲数后，送往显示器输出。

作为激光功率探测装置的探测方法的进一步改进，所述的待测激光的功率值和待测激光的脉冲数均为0.5秒显示一次。

相对于现有技术的有益效果是，其一，采用在待测激光与光探测部件间设置由两片白宝石玻璃镜片构成的衰减器，衰减器中的一片白宝石玻璃镜片与待测激光的光路呈45度角后置于其光路上，另一片白宝石玻璃镜片位于前一白宝石玻璃镜片的反射光路上，且其镜面与待测激光的光路相平行，光探测器位于前一白宝石玻璃镜片背面的另一白宝石玻璃镜片的反射光路上的结构，既使进入光探测部件的待测激光的能量大大地衰减了，经多次测试，其衰减后的能量仅为原能量的万分之五，长时间地连续测量也不会对后续的光探测部件造成损伤，又有着适用的光波波段宽达4500nm的优势，还因白宝石玻璃的温度系数小，使其工作非常的稳定，确保了能量测量的精确度和稳定性，更不用对光探测部件进行冷却，简化了整机的结构、减小了体积和降低了测量的成本，使对激光能量的测量变得方便快捷；其二，由光功率探测器和光脉冲探测器共同组成的光探测部件，以及光功率探测器和光脉冲探测器的输出端均与数据处理部件的输入端电连接，使其不仅能测量激光的能量，也可同时测得激光的脉冲数，拓展了整机测量的种类和提升了性能；其三，探测方法科学、实用，输出的测量结果除符合惯例之外，还直观、醒目。