[发明专利]一种激光器光束质量因子M2的测量方法及其测量装置

权利要求书

1.一种激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，所述测量方法包括以下步骤：

通过一个焦距为f1的正透镜L1将待测激光器高斯光束进行聚焦；

将CCD前后移动，寻找聚焦后的所述高斯光束的最小光斑位置；

测量并记录所述最小光斑位置处的最小光斑直径d1，以得到所述高斯光束的束腰直径d＝d₁；

在聚焦后的所述高斯光束的后方设置一个焦距为f2的聚焦透镜L2，然后在所述聚焦透镜L2的焦平面位置处测量焦点光斑直径d2，则所述高斯光束的发散角θ通过下式求得：

则M2因子通过下式求得：

所述测量装置包括光路组件、测量组件和衰减组件；其特征在于，所述光路组件包括沿着入射光束(1)的光轴依次设置的半波片(2)和第一偏振片(3)，第一偏振片(3)设置为由左至右向右倾斜，第一偏振片(3)的反射光束的光轴上设置有第二偏振片(4)，第二偏振片(4)设置为由左至右向右倾斜，第二偏振片(4)位于第一偏振片(3)的上方，入射光束(1)、第一偏振片(3)的反射光束及第二偏振片(4)的反射光束构成“Z”字形结构，入射光束(1)及第二偏振片(4)的反射光束平行；第一偏振片(3)的透射光束的光轴上设置有第三偏振片(5)，第三偏振片(5)由左至右向上倾斜，第三偏振片(5)及其向上的延长线与第二偏振片(4)及其向上的延长线构成倒“V”字形结构；第三偏振片(5)的透射光为与入射光束(1)及第二偏振片(4)的反射光束平行的出射光束(6)；

所述衰减组件包括设置在第二偏振片(4)的反射光束的光轴上的第一收光垃圾桶(7)；

所述测量组件包括CCD(8)及第二收光垃圾桶(9)，CCD(8)设置在第二偏振片(4)的反射光束的光轴上、且替代第一收光垃圾桶(7)，第二收光垃圾桶(9)设置在出射光束(6)的光轴上。

2.如权利要求1所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，所述正透镜L1为平凸透镜；所述正透镜L1的平面为光束的入射面，凸面为所述光束的出射面。

3.如权利要求2所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，所述正透镜L1的通光直径大于激光器入射光斑的直径。

4.如权利要求2所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，所述聚焦透镜L2为平凸透镜，所述聚焦透镜L2的平面为光束的入射面，凸面为所述光束的出射面。

5.如权利要求4所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，所述正透镜L1的焦距f1为300-500mm；所述聚焦透镜L2的焦距f2为1m。

6.如权利要求1所述的激光器光束质量因子M2的测量方法的测量装置，其特征在于，CCD(8)与第二偏振片(4)之间设置有位于第二偏振片(4)的出射光束光轴上的滤光片(10)。

7.如权利要求6所述的激光器光束质量因子M2的测量方法的测量装置，其特征在于，第一收光垃圾桶(7)位于第二偏振片(4)的反射光束处设置有第一光束入射口，所述第一光束入射口处设置有第一负透镜(11)。

8.如权利要求7所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，第二收光垃圾桶(9)位于第三偏振片(5)的透射光束处设置有第二光束入射口，所述第二光束入射口处设置有第二负透镜(12)。

9.如权利要求8所述的激光器光束质量因子M2的测量方法用测量装置，其特征在于，所述光路组件被封装在光路壳体(13)内，光路壳体(13)上位于入射光束(1)处设置有入光开口，半波片(2)安装在所述入光开口内，光路壳体(13)上位于出射光束(6)处设置有出光开口，光路壳体(13)上位于第二偏振片(4)的反射光束处设置有反光开口；

所述测量组件的CCD(8)被封装在CCD壳体(14)内，CCD壳体(14)上位于第二偏振片(4)的反射光束处设置有接收开口，CCD壳体(14)通过螺栓与光路壳体(13)连接；

所述测量组件的第二收光垃圾桶(9)和所述衰减组件的第一收光垃圾桶(7)分别设置为圆筒形的收光桶体，所述收光桶体的外壁上设置有外螺纹，光路壳体(13)上设置有与所述外螺纹匹配的内螺纹，所述收光桶体与光路壳体(13)通过所述外螺纹与内螺纹匹配连接；

光路壳体(13)的顶部设置有可拆卸结构的盖板(15)。