[发明专利]一种激光光束质量因子测量方法

权利要求书

1.一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：至少包括一个被测量的激光器（1），激光器（1）通过光学单元（2）将激光器（1）的输出光分成两束，光学单元（2）分出的第一束平行光束照射在功率探测器（4-1）；光学单元（2）分出的第二束平行光束照射在标尺光栅（3-6）和指示光栅（3-7）构成的莫尔条纹产生器输入面上，莫尔条纹产生器输出端有光电检测单元，指示光栅（3-7）固定在机械扫描器上；在机械扫描器（3）上安装有刀口（3-5）；机械扫描器在控制单元控制下带动指示光栅（3-7）和刀口（3-5）同步移动；使刀口（3-5）的边沿开始部分遮拦功率探测器（4-1）接收光窗口，功率探测器（4-1）获得的激光输出功率将逐渐减小或逐渐变大，当功率探测器（4-1）测量激光输出功率达到最大功率的86%时，光电检测单元通过检测莫尔条纹产生器的莫尔条纹获得刀口（3-5）移动的初始位置；随着刀口（3-5）继续移动，当功率探测器（4-1）测量激光输出功率达到最大功率的14%时，光电检测单元获得刀口（3-5）移动的结束位置；控制处理单元依据初始位置、结束位置及光电检测单元检测的莫尔条纹数，得到激光器（1）在不同位置的光斑宽度，通过不同位置的宽度获得光束质量因子、远场光束发散角、束腰位置、束腰宽度的数值。

2.根据权利要求1所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述的光学单元（2）包括半透半反镜（2-1），一个全反镜（2-2）和扩束镜（2-3）；激光器（1）通过半透半反镜（2-1）形成反射光输出和透射光输出，反射光输出和透射光输出互成夹角，反射光输出再次通过全反镜（2-2）进行全反射后，使透射光输出形成第一束平行光束，使反射光形成第二束平行光束；第二束平行光束经扩束镜（2-3）后照射在莫尔条纹产生器输入面；第一束平行光束照射在功率探测器（4-1）窗口上。

3.根据权利要求1所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述的机械扫描器（3）包括导轨（3-1）、滑块（3-2）、丝杠（3-3）、伺服步进电机（3-4）、导轨座；导轨（3-1）沿导轨座长度方向平行固定；丝杠（3-3）由左右固定架固定在导轨座上；丝杠（3-3）通过丝扣套接滑块（3-2）；丝杠（3-3）一端与伺服步进电机（3-4）同轴连接；伺服步进电机（3-4）工作时，带动丝杠（3-3）转动；丝扣套接的滑块（3-2）沿丝杠（3-3）左右移动。

4.根据权利要求3所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述的导轨座一端固定指示光栅（3-7），滑块（3-2）一端固定标尺光栅（3-6）；标尺光栅（3-6）与指示光栅（3-7）平行，标尺光栅（3-6）和指示光栅（3-7）的光栅形成夹角，滑块（3-2）在伺服步进电机（3-4）工作时移动，使第二束平行光束经扩束镜（2-3）后照射在莫尔条纹产生器输入面上。

5.根据权利要求1所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述的光电检测单元（4）包括光功率探测器（4-1）、光电池组（4-2）；所述功率探测器（4-1）为热释电探测器，用来测量第一束平行光束的激光输出功率，在热释电探测器前端有刀口（3-5），通过刀口（3-5）在热释电探测器前移动遮挡，用以计算光斑宽度。

6.根据权利要求5所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述光电池组（4-2）个数按2的整数倍分布在包括一个明暗周期的莫尔条纹内，所述光电池组（4-2）所响应的4个光电流之间具有π/2的相位差。

7.根据权利要求1所述的一种激光光束质量因子测量方法，其特征是：所述控制处理单元包括有带A/D转换器的处理器，一个伺服步进电机（3-4）驱动电路，功率探测器（4-1）和光电池组（4-2）分别与处理器的A/D转换器输入端电连接；处理器同时与伺服步进电机（3-4）驱动电路控制端电连接。