[发明专利]一种测量激光光束质量的装置、方法及光路准直方法

权利要求书

1.一种测量激光光束质量的装置，其特征在于，包括激光器(1)，图像采集模块(2)，反射镜(3)，全反射棱镜(4)，第一衰减片(5)，第二衰减片(6)，光束传输距离调节模块(7)，光束传输角度调节模块(8)和数据处理模块(9)；

所述反射镜(3)与所述光束传输角度调节模块(8)固定连接，通过所述光束传输角度调节模块(8)调节所述反射镜(3)的偏转角度来控制光束传输角度；

所述全反射棱镜(4)设置在光束传输距离调节模块(7)上，通过所述全反射棱镜(4)在所述光束传输距离调节模块(7)上移动来控制光束传输距离；

所述第一衰减片(5)、所述第二衰减片(6)和所述图像采集模块(2)依次设置在所述全反射棱镜(4)的反射光路上；

所述图像采集模块(2)、所述光束传输距离调节模块(7)和所述光束传输角度调节模块(8)分别与所述数据处理模块(9)连接；

所述激光器(1)输出的光束经所述反射镜(3)反射后入射至所述全反射棱镜(4)，经所述全反射棱镜(4)反射的光依次通过所述第一衰减片(5)和第二衰减片(6)后入射至所述图像采集模块(2)；

所述图像采集模块(2)采集不同传输距离的光斑信号，数据处理模块(9)对光斑信号进行处理，当光斑饱和时反馈控制所述第二衰减片(6)对光斑强度进行调节；当光斑不饱和时，控制所述光束传输距离调节模块(7)对光束传输距离进行调节；判断光束是否准直，若否则控制传输角度调节模块(8)对光束传输角度进行调节；若是则获得光束质量参数。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块(9)包括光斑饱和判断单元(91)、光斑参数计算单元(92)、第一控制单元(93)、角度计算单元(94)、第二控制单元(96)、准直判断单元(95)和光束质量参数计算单元(97)；

光斑饱和判断单元(91)用于接收所述图像采集模块(2)采集的光斑信号，并根据光斑信号的光强来判断光斑是否饱和，饱和时反馈控制所述第二衰减片(6)；

光斑参数计算单元(92)用于当光斑不饱和时计算光斑信号的中心值及光斑直径；

第一控制单元(93)用于当光斑不饱和时控制传输距离调节模块(7)调节光束传输距离；

角度计算单元(94)用于根据光斑信号的中心值和光束传输距离获得光束传输角度；

准直判断单元(95)用于将光束传输角度与设定的角度阈值进行比较；

第二控制单元(96)用于当光束传输角度大于角度阈值时，控制所述光束传输角度调节模块(8)对光束传输角度进行调节；

光束质量参数计算单元(97)用于当光束传输角度小于等于角度阈值时，根据光斑直径和光束传输距离获得光束质量参数。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，光束传输角度调节模块(8)包括俯仰调节单元(81)和水平调节单元(82)；

俯仰调节单元(81)用于根据第二控制单元(96)输出的俯仰角调节信号控制所述反射镜(3)在俯仰方向的偏转；

水平调节单元(82)用于根据第二控制单元(96)输出的水平角调节信号控制所述反射镜(3)在水平方向的偏转。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二衰减片(6)为透过率可调的衰减片。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的装置的光路准直方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1将全反射棱镜沿着同一个方向移动至少两次，获得不同的光束传输距离以及与光束传输距离对应的光斑中心值；

S2根据不同的光束传输距离以及与光束传输距离对应的光斑中心值获得当前光束传输角度；

S3判断当前光束传输角度是否小于设定的角度阈值，若否则转入步骤S4；若是，则准时完成；

S4通过光束传输角度调节模块调节反射镜偏转所述当前光束传输角度，并返回至步骤S1。

6.如权利要求5所述的光路准直方法，其特征在于，所述角度阈值为0.5度。