[发明专利]一种激光能量计探头

说明书

技术领域

本发明涉及激光能量测量技术领域，具体而言，涉及一种激光能量计探头。

背景技术

高功率固体激光器系统要求完成对大口径激光能量的精确测量，还要具备电校准的能力。传统的激光能量测量方法都是利用具有单一吸收系数的一片中性暗色玻璃作为吸收体吸收激光能量，变为自身温度的升高，通过热匀体对吸收体的温度在横向进行匀化，最后，利用传感器测量温度升高的量值，从而实现对激光能量的测量。对于大口径激光能量计而言，吸收体厚度较厚，且传热系数较低，热量如果要从吸收体的前表面传递到后表面需要的时间很长，而另一方面，采用单一吸收体前表面温度最高，在测量过程中由前表面对流换热耗散的能量很高，这都导致激光能量计测得的激光能量与实际的存在偏差，准确度不高。一直以来，本领域技术人员的研究重点在如何通过理论计算校准测量结果，以降低测量误差。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种激光能量计探头，本发明的探头的吸收体对激光能量进行梯度吸收，减少测量过程中热平衡时间以及能量损耗，明显提高激光能量计的测量准确度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种激光能量计探头，包括吸收体，所述吸收体包括第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片，按照激光传输的方向，第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片依次排列，所述第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片通过热键和连接为一体，所述热键和的面为所述第一吸收片、第二吸收片或第三吸收片的最大表面，所述第一吸收片的吸收系数＜第二吸收片的吸收系数＜第三吸收片的吸收系数。

进一步，所述第一吸收片的吸收系数为166-241/m，第二吸收片的吸收系数为298-399/m，第三吸收片的吸收系数为1452-1497/m。

进一步，所述第一吸收片的吸收系数为202/m，第二吸收片的吸收系数为346/m，第三吸收片的吸收系数为1452/m。

进一步，所述第一吸收片、第二吸收片和第三吸收片的厚度相同，均为2mm。

进一步，所述吸收体的端面包有一层绝热层，所述端面为与热键和的面垂直的面。

进一步，所述绝热层为聚四氟乙烯。

进一步，所述第一吸收体的激光入射面设有至少一个齿形结构。

进一步，所述齿形结构的横截面为直角三角形，所述齿形结构的斜面与第一吸收片的最大表面的夹角为56°。

进一步，所述齿形结构的横截面为等腰三角形，底角为56°。

进一步，所述所述激光能量计探头还包括热匀体，所述热匀体与所述第三吸收片粘合。

本发明的有益效果如下：

1、本发明的吸收体采用3片吸收片热键和而成，并且吸收片的吸收系数存在梯度，保证激光能量在吸收体内趋于均匀分布，即吸收体的温度趋于均匀分布，不仅缩短测量过程中所需的热平衡时间，而且减少测量过程中温度的损耗，提高测量的准确度；

2、本发明提供了3片吸收片的最佳吸收系数，该组吸收系数使吸收体温度呈完全均匀分布，测量过程中热平衡时间和温度损耗最少，显著提高测量结果的准确度；

3、吸收体的端面包覆绝热层，减少测量过程中吸收体的热量散失；

4、第一吸收体的激光入射面设置齿形结构，用于调整激光的入射角，保证吸收体对激光的最大吸收率；

5、一般激光均为垂直入射，本发明公开了当激光以56°入射角入射时，吸收体对激光的吸收率最大，将齿形结构做成直角三角形或等腰三角形，保证激光以56°入射角入射，提高测量准确度。

附图说明

图1为本发明的齿形结构为直角三角形的吸收体结构示意图；

图2为本发明的激光能量计整体结构示意图；

图3为本发明的齿形结构为等腰和直角三角形的吸收体结构示意图；

图4为实验组一和对照组的对比试验结果；

图5为实验组二和对照组的对比试验结果。

图中：1—吸收体，11—第一吸收片，12—第二吸收片，13—第三吸收片，14—绝热层，15—齿形结构，2—热匀体，3—传感器，4—冷却热沉，5—采样交换模块，6—处理器，7—上位机，81—对照组曲线，82—实验组一曲线，83—实验组二曲线。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：