[发明专利]一种测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置及方法

权利要求书

1.一种测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述装置由激光器、平凹透镜、准直凸柱透镜、聚焦凸柱透镜、染料盒、第一滤光片、第二滤光片、第一CCD相机镜头、第二CCD相机镜头、第一CCD相机、第二CCD相机构成，其中：

所述激光器、平凹透镜、准直凸柱透镜、聚焦凸柱透镜、染料盒沿X轴方向依次设置；

所述第二滤光片、第二CCD相机镜头、第二CCD相机沿Y轴方向依次设置；

所述第一滤光片、第一CCD相机镜头、第一CCD相机沿Z轴方向依次设置；

所述聚焦凸柱透镜、准直凸柱透镜和平凹透镜组成片状激光光束整形系统；

所述染料盒上贴有标尺；

所述第一CCD相机平行于X-Y平面；

所述第二CCD相机平行于X-Z平面；

所述激光器输出的激光经平凹透镜扩束和准直凸柱透镜准直后再经聚焦凸柱透镜沿Y轴方向聚焦，形成垂直于Y-Z平面的片状激光光束，片状激光光束作用于染料盒内的丙酮溶液产生激发荧光，激发荧光经第一滤光片、第一CCD相机镜头进入第一CCD相机，激发荧光经第二滤光片、第二CCD相机镜头进入第二CCD相机。

2.根据权利要求1所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述染料盒为石英材质，266nm激光透过率大于98%。

3.根据权利要求1或2所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述片状激光光束的尺寸小于染料盒的可观察面尺寸。

4.根据权利要求1所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述第一滤光片和第二滤光片为带通滤波片，300nm≤通带范围≤500nm。

5.根据权利要求1所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述第一CCD相机和第二CCD相机的像素不低于2048×2048。

6.根据权利要求1所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述激光输出时间和第一CCD相机、第二CCD相机曝光时间的时序控制精度为5ps。

7.根据权利要求1或5所述的测量片状激光光束尺寸和能量分布的装置，其特征在于所述第一CCD相机和第二CCD相机的最短曝光时间为100ns。

8.一种利用权利要求1-7任一权利要求所述的装置实现测量片状激光光束尺寸和能量分布信息的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

步骤一、将染料盒内注入一定浓度的丙酮溶液，并置于片状激光光束传输路径上；

步骤二、激光经由平凹透镜、准直凸柱透镜、聚焦凸柱透镜整形为片状激光光束，片状激光光束通过染料盒内观测区域，激发丙酮分子产生激发荧光；

步骤三、调整染料盒位置，片状激光光束端面接近染料盒上表面的刻度表尺，调整第一CCD相机及其镜头，刻度表尺和激发荧光同时在第一CCD相机成像，通过第一CCD相机获得片状激光光束的厚度分布信息；

步骤四、调整第二CCD相机及其镜头，使得像平面与片状激光光束位置重合，通过第二CCD相机获得片状激光光束平行度及能量分布信息。