[实用新型]激光功率监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光功率监测装置，尤其是一种用于实时地监测由激光源所发出的激光的功率的装置。

背景技术

激光是指受激发射的光放大产生的辐射，具有定向性好、亮度高、能量密度大等众多优点。因此，激光在多种行业如加工制造、医学、印刷等行业均有广泛的应用。应各种领域对使用激光的设备的工作要求，需要在应用过程中根据具体情况对激光的功率进行调节，这就要求首先对激光的功率进行监测。

在现有的激光功率监测装置中，在光路结构中采用了光分束镜片，利用它来将激光源所产生的激光分成两路，一路提供给激光设备用于正常工作，而另一路用于进行功率监测。为了不影响激光设备的工作效率，通常希望用于进行功率监测的激光的量尽可能的低。然而，由于成本和技术上的限制，光分束镜的分束比通常很难达到一个令人满意的、例如为99∶1的比例。这就导致了一方面激光光束的使用能量过低，降低了激光设备的使用效率，另一方面用于检测的光束能量过大，使得功率监测系统不得不更加复杂，这便提高了功率监测系统的生产成本。

另外，在现有的激光功率监测装置中，对激光的输出模式有所限制，但由于输出光斑模式会随时间变化而导致功率监测值不准确。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种激光功率监测装置，其能够仅提供很小比例的入射激光量用于功率监测，检测的准确率高。本实用新型的另一目的是提供一种激光功率监测装 置，其具有良好的重复性，能够简化光电探测方式。此外，还希望提供一种激光功率监测装置，其能够解决激光探测中模式不稳定给探测带来的问题，同时整体结构简单。

根据本实用新型提供了一种激光功率监测装置，包括用于接收由激光源所发出的激光的全反射镜，所述全反射镜的入射表面涂覆有反射膜，使得入射光束的一部分被反射用于正常工作，而另一部分被透射而引导至光功率检测元件以进行功率监测。

根据本实用新型，反射膜选择成使得入射光束中的至少99％被反射。优选的，反射膜选择成使得入射光束中的至少99.5％被反射。在一个实施例中，该反射膜为激光波长单点高反射膜。反射膜的材料可以是介质、金属化合物或者其他达到高反射率要求的材料。全反射镜的基底表面经过抛光处理，材料可以为K9玻璃或冕牌玻璃。

这样，由于全反射镜的高反射率，工作激光光束即反射激光光束的能量与入射光束的能量基本相同，使得激光设备的工作效率能够保持在很高的水平；另外，透过反射镜的少量光束即透射光束被引导用于进行实时监测。由此，全反射镜能够达到高比例分光目的。与采用同种性能的光分束镜相比，本实用新型的激光功率监测装置的成本得到了极大的降低，同时结构也得以简化。

此外，本实用新型的激光功率监测装置安装在激光源和激光设备之间，因此就可以在激光设备正常工作的期间对激光功率进行实时的监测，不会对激光设备的正常工作带来丝毫影响。

根据本实用新型的一个实施例，激光功率实时监测装置还包括设置在全反射镜和光功率检测元件之间的中性吸收型衰减片。一方面，特别是对于大功率的激光功率监测来说，即便只有1％、甚至是0.5％的光束被透射，采样光束即透射光束的能量仍然相当大，增加中性吸收型衰减片来定量地衰减采样激光束功率，便于功率监测，并且能够延长后续元件的使用寿命。另一方面，该中性吸收型衰减片以吸收的方式对光进行衰减，能够减少杂散光，相比于采用反射的方式来对光进行衰减，本实用新型能够使得功率监测更加准确，同时光路结构得到进一步的优化。根据本实用新型，可以使用高倍率的单个中性吸收 型衰减片，或者是多个低倍率的中性吸收型衰减片的组合。

根据本实用新型的另一个实施例，激光功率监测装置还包括设置在中性吸收型衰减片和光功率检测元件之间的聚焦透镜，用于将采样光束聚集成小直径光斑。由此可以消除激光模式变化对激光功率监测带来的不稳定影响。聚焦透镜可用固定件如压环固定住。通过在光功率检测元件之前使用聚焦透镜，使得不稳定的激光模式影响探测的问题得以解决，并且所有模式的激光都被聚焦到光电探测面，达到完全探测的效果。这种由全反射镜、中性吸收型衰减片和聚焦透镜三者的顺序组合所形成的组件尤其能够实现最优的监测效果。

在一个实施例中，光功率检测元件可以是光电探测元件。它的一个具体例子是硅光电池或硅二极管，还可以是其他各种进行光电探测的器件。本实用新型采用硅光电池就可以完成探测数据的物理样本的采集，简化光电探测方式。在一个实施例中，光电探测尺寸面积小于1平方厘米。光电探测元件将检测信号经电线传输给光电流信号处理电路，从而对激光功率进行标定。