[发明专利]一种激光光束分析仪探测面定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及仪器校准技术领域，尤其涉及一种激光光束分析仪探 测面定位方法及系统。

背景技术

激光光束分析仪基于所探测的激光光束横截面内光强分布信息， 可实现显示光强分布的二维图像，计算分析光束宽度、发散角、质心 位置、椭圆率、高斯拟合等参量，常用于诊断激光光束，控制光束质 量，描述光束传输特性，主要应用于激光微细加工、医用激光诊断治 疗、激光雷达、惯性约束核聚变等领域。

在使用激光光束分析仪的时候，经常需要确定激光光束分析仪探 测面的位置，但是，由于激光光束分析仪探测面通常位于激光光束分 析仪探测器接收口内，对探测面的位置主要是通过目测的方法来确定。

根据以上描述可以看出，采用目测来确定探测面的位置，不能对 探测面进行精确定位。

发明内容

本发明提供了一种激光光束分析仪探测面定位方法及系统，能够 对激光光束分析仪探测面进行精确定位。

一方面，本发明提供了一种激光光束分析仪探测面定位方法，所 述方法包括：

激光器发出的激光光束垂直入射到激光光束分析仪探测面上，测 量并记录所述激光光束在所述激光光束分析仪探测面上的光斑的质心 位置；

在所述激光器发出的激光光束的光路中放置一个楔镜，调节楔镜 使该光束垂直入射到楔镜的垂直面，并使激光光束透过所述楔镜折射 后入射到所述激光光束分析仪探测面上；

测量并记录通过所述楔镜折射后的激光光束在所述激光光束分析 仪探测面上的光斑的质心位置；

计算出激光光束分析仪探测面到楔镜上的激光光束出射点的距 离。

进一步地，所述计算出激光光束分析仪探测面到楔镜上的激光光 束出射点的距离，包括：

根据所述质心位置(c_1x，c_1y)和质心位置(c_2x，c_2y)，得出两个 质心的距离d；

根据公式β=arcsin(n₁sinα／n₂)-α得出所述折射后的激光光束的偏折 角β，其中，楔镜的上楔角α，楔镜的折射率n₁，空气折射率n₂；

根据公式L＝d／tanβ计算出激光光束分析仪探测面到所述出射点 的距离L。

另一方面，本发明提供了一种激光光束分析仪探测面定位系统， 所述系统包括：

激光器、楔镜、激光光束分析仪，计算模块；

所述激光器，用于发出激光光束，使激光器发出的激光光束垂直 入射到所述激光光束分析仪探测面上；

所述楔镜，用于折射所述激光器发出的激光光束，使所述激光器 发出的激光光束垂直入射到楔镜的垂直面，并使所述激光光束透过楔 镜折射后入射到所述激光光束分析仪探测面上；

所述激光光束分析仪，用于测量并记录所述激光器发出的激光光 束不经过楔镜折射直接垂直入射到所述激光光束分析仪探测面上的光 斑的质心位置，并且还用于测量并记录所述激光器发出的激光光束经 过楔镜折射后入射到所述激光光束分析仪探测面上的光斑的质心位 置；

所述计算模块，用于根据所述激光光束分析仪测量并记录的质心 位置，计算出激光光束分析仪探测面到楔镜上的激光光束出射点的距 离。

进一步地，所述系统包括：

楔镜固定装置，用于固定所述楔镜和带动楔镜一起翻转，使楔镜 不在所述激光器发出的激光光束的光路上或回到该光路上，并使楔镜 再次回到光路中后与之前在光路中时，激光光束的入射点和入射角不 变。

进一步地，所述计算模块具体用于，

根据质心位置(c_1x，c_1y)和质心位置(c_2x，c_2y)，得出两个质心 的距离d；

根据公式β=arcsin(n₁sinα／n₂)-α得出折射后的激光光束的偏折角 β，其中，楔镜的上楔角α，楔镜的折射率n₁，空气折射率n₂；

根据公式L＝d／tanβ计算出激光光束分析仪探测面到所述出射点 的距离L。