[发明专利]一种高能激光能量计校准装置

说明书

技术领域

本发明属于高能激光能量校准领域，具体涉及一种高能激光能量计校准装置，适用于锥腔型的高能激光能量计校准。

背景技术

锥腔型高能激光能量计用于高能激光能量的直接测量，目前由于缺乏稳定的大功率激光源以及大功率的标准能量计，无法采用常规的激光能量计校准方法进行校准，只能利用电光或者电热等效装置，将电能转换为光能或热能的方式来代替高能激光的能量，从而进行等效校准。文献《高能激光能量计校准方法研究》（光子学报，2007，36（6）：982-985）刘国荣等人开展了电光校准方法的研究。文献《电校准激光中功率计的设计和量值稳定性考察》（现代计量测试，1996，5：36-39）于靖等人利用电热校准装置实现了对中小功率的功率能量计的校准。然而，以上等效装置在应用于大功率高能量激光能量计校准时，主要存在以下问题：首先，在校准的等效功率方面，由于锥腔型高能激光能量计其吸收腔的内部空间狭小，目前常规的电光等效装置在设计时通常采用单支kW级功率卤钨灯的方式，等效功率低，因此如何在狭小的空间内既要获得较高的等效功率（如达到10kW以上），同时又要保证卤钨灯的安全和可靠性是需要解决的问题之一；其次，在校准的精度方面，由于目前常规的电光或电热等效装置的等效功率较低，为了获得较大能量的等效，通常采用长时间工作的方式来换取能量的增加，这种方式会引入热损失因素的影响，校准精度低，测量不确定度大，且高能激光具有极强的方向性，而校准光源一般采用全空间发散的光源，不仅会造成部分能量损失，且吸收腔内的光强分布与高能激光入射时的光强分布完全不同，校准精度低，因此如何通过校准装置的结构设计以提高校准精度是需要重点解决的问题；除此之外，校准装置的可靠性和安全性也是值得关注的问题，由于锥腔型高能激光能量计吸收腔的内部空间狭小的限制，且为了提高精度在校准过程中吸收腔通常为密闭的空间，而在密闭的空间中长时间点亮大功率灯组，局部温度会不断的累积升高，极易发生灯管爆裂等危险。

发明内容

为了实现对锥腔型高能激光能量计的校准，解决校准等效功率低问题，提高校准精度，并保证装置的安全可靠，本发明提供了一种高能激光能量计校准装置。

一种高能激光能量计校准装置，其特点是：所述的校准装置包括大功率卤钨灯、卤钨灯固定支架、反射锥、反射锥固定架、冷却风扇、调节螺杆、平板能量计、热电偶温度传感器、转接底座、电源线、电能表、信号引线、温度数据采集系统；所述的大功率卤钨灯设置于卤钨灯固定支架上，卤钨灯固定支架通过螺纹与反射锥连接；反射锥的底部设置有反射锥固定架；冷却风扇安装于反射锥腔内，通过螺纹固定在反射锥固定架上；反射锥固定架与调节螺杆固定连接；调节螺杆从平板能量计中心穿过，平板能量计通过螺纹与调节螺杆连接；反射锥腔体内壁以及平板能量计背光面均设置有数个热电偶温度传感器，热电偶温度传感器通过信号引线与温度数据采集系统电连接；转接底座通过螺纹固定安装在调节螺杆的末端，转接底座上设置有大功率卤钨灯的交流电源输入接口，并通过电源线与电能表电连接。

所述的反射锥为正四棱台结构，内部设置为空心腔体。反射锥的锥角大小与被校准的锥腔型高能激光能量计的锥角大小相等。

所述的大功率卤钨灯为4支分别通过卤钨灯固定支架安装在反射锥的4个等腰梯形外侧面上，每支卤钨灯沿着对应的等腰梯形的对称轴安装。

所述的平板能量计为圆饼形结构，中心设置有螺纹通孔，调节螺杆从平板能量计中心穿过，并通过螺纹紧密连接，平板能量计能够在调节螺杆上自由转动改变推进量，用于调节平板能量计与反射锥之间的距离。 

所述的热电偶温度传感器的工作端为露端型。

所述的反射锥采用紫铜材料，反射锥外表面有经过喷砂镀金的涂层。

所述的反射锥外表面涂层的喷砂颗粒度为3μm～6μm，镀金厚度为3μm～6μm。

所述的平板能量计采用紫铜材料，迎光面的表面有经过抛光镀金的涂层。