[发明专利]大功率光纤激光器参数一体化同步测试装置

说明书

本发明提供一种大功率光纤激光器参数一体化同步测试装置，包括准直器、高功率分光镜、功率计、缩束镜、第一45°分光镜、积分球、光电探测器、示波器、光谱仪、衰减片、滤光片、第二45°分光镜、光束质量测量仪、第三45°分光镜、会聚透镜、远场测量CCD相机、近场测量CCD相机、路由器、控制计算机等。利用上述光学元器件和仪器，按照设定的光路结构，对大功率光纤激光器的输出光束进行合理分光，并在控制计算机上运行光纤激光器主要参数同步测试软件（登记号：2018SR425558），同步控制功率计、光束质量测量仪、积分球、光谱仪、光电探测器、CCD相机等仪器，实现对输出功率、光束质量、输出光谱、功率时域稳定性、近场强度分布、远场强度分布的同步测量。

技术领域

本发明提供一种大功率光纤激光器参数一体化同步测试装置，能够一体化同步测量大功率光纤激光器（平均功率介于0.5~30kW）的多项参数，属于测试技术领域，可广泛应用于大功率光纤激光器的测试。

背景技术

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便、结构紧凑、可柔性操作等优点，广泛应用于工业加工和国防领域。使用、评估光纤激光器需要准确的测量光纤激光器的性能参数。大功率连续波光纤激光器的参数包括：输出功率、光束质量、输出光谱、功率时域稳定性等。

目前，针对上述光纤激光器参数的测量设备已经比较成熟，市场上出现了多款测试仪器。然而，采用单个仪器设备逐一测试上述各项参数，不但工作量大、操作繁琐，而且无法获得光纤激光器在同一时刻、同一状态下的各项参数。近年来，有研究人员提出了分光测量的方案（CN201610305698.7）：首先采用分光元件将大功率光纤激光器的输出光束进行分光，然后将分光后的各路光束分别入射到各个测量仪器中，实现对多个参数的同步测量。但这种分光测量方案仍然存在两个方面的问题。一方面是光路上的各种光学元件（特别是分光元件）会影响测量结果的准确性，要减小这种影响必须对光学链路中的每一个光学元件、每一台仪器的多种指标做出非常细致的要求。而这些要求与被测激光器的功率水平密切相关，不能一概而论。目前，尚未看到详细具体的光学元件、测量仪器的指标体系能够满足大功率光纤激光器（平均功率介于0.5~30kW）参数测试的要求。另一方面，在这种分光测量方案中，虽然被测光束分光后同时入射到了多台测量仪器中，但是这些测量仪器仍然由人工操作，参数测量、数据采集和数据存储的同步性受限于各个测试人员的操作同步性，一般都在秒量级，无法实现更高的同步精度。

在分光测量方案中，若使用控制计算机同步控制所有的测量仪器同时进行参数测量、数据采集、数据存储，则能够极大的提高测量的同步性。然而，这些测量仪器都是由不同厂商按照不同的标准生产的，它们的控制接口、数据格式、传输协议、采样时长各不相同，简单的将这些测量仪器连接到控制计算机并不能实现协同控制。目前尚未看到能够协同控制功率计、光谱仪、示波器、光束质量测量仪、近场/远场测量相机等测量仪器的控制方案。

发明内容

针对现有测试技术存在的缺陷，本发明提供一种大功率光纤激光器参数一体化同步测试装置。

本发明利用若干光学元器件，按照一定的准则，对大功率光纤激光器的输出光束进行分光，分别采用功率计、光束质量测量仪、积分球、光谱仪、光电探测器、示波器、远场测量CCD相机、近场测量CCD相机，测量被测光纤激光器的输出功率、光束质量、输出光谱、功率时域稳定性、近场强度分布、远场强度分布等参数。并对上述光学元件和测量仪器做了详细具体的指标约束，以保证测量精度。进一步地，本发明按照一定的布局，采用合适的线路将上述多种测量仪器与控制计算机组成控制网络，并在控制计算机上运行特定的测控软件，能够同时测量大功率光纤激光器的多种参数，保证参数测试的同步性优于1ms。

具体地，本发明的技术方案是：

一种大功率光纤激光器参数一体化同步测试装置，包括准直器、高功率分光镜、功率计、缩束镜、第一45°分光镜、积分球、光电探测器、示波器、光谱仪、衰减片、滤光片、第二45°分光镜、光束质量测量仪、第三45°分光镜、会聚透镜、远场测量CCD相机、近场测量CCD相机；