[发明专利]一种光斑关键参数的测量装置和测量方法

说明书

本发明提供了一种光斑关键参数的测量装置和测量方法，所述光斑关键参数测量装置包括位移台和位于位移台上的一维线振光学传感器，所述位移台包括X方向位移构件和与光传播方向一致的Z方向位移构件，所述X方向位移构件和Z方向位移构件相连，所述位移台驱动一维线振光学传感器沿X和/或Z方向移动，所述一维线振光学传感器的线振方向垂直于X方向位移构件的移动方向。采用本发明的技术方案，使用线阵光学传感器结合位移台，通过快速线扫描的方式实现对特定位置的大尺寸光斑的测量，可以准确的获得扫描维度方向的光斑中心位置与光斑尺寸，同时不会受限于探测位置光斑尺寸的限制。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，尤其涉及一种光斑关键参数的测量装置和测量方法。

背景技术

由于加工工艺限制了光学CCD/CMOS传感器的尺寸，致使传统的光斑分析仪的探测面元一般在15 mm以下。而随着激光技术的发展及应用领域的拓展，对大尺寸光斑的测量需求已经超出了传统的光斑分析仪适用范围。

在计量测试的过程中，遇到客户送检的仪器使用特殊的光源，要求对特殊尺寸形状的激光光斑进行测量。市面上及实验室现有的测量仪器由于受感光面尺寸的限制，已经不能满足对这些参数的特殊测量需求。当下市面上存在的两种测量仪器：一类是采用面阵CCD/CMOS图像传感器进行测量；另一种是基于切刀法通过点探测器采用点扫描方式进行测量。但是，这两种测量方式对于测量特定位置的光斑尺寸都存在自身的限制，前者受限于探测器感光面元的尺寸，后者受限于位移台运动的行程，而且切刀扫描主要针对连续光测量，所以对于脉冲光不适用。对于大尺寸的光斑无法实现相关参数的快速测量。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种光斑关键参数的测量装置和测量方法，使用线阵图像传感器，通过快速线扫描的方式实现相关参数的快速测量；特别是解决了大尺寸光斑关键参数的测量问题。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种光斑关键参数的测量装置，其包括位移台和位于位移台上的一维线振光学传感器，所述位移台包括X方向位移构件和与光传播方向一致的Z方向位移构件，所述X方向位移构件和Z方向位移构件相连，所述位移台驱动一维线振光学传感器沿X和/或Z方向移动，所述一维线振光学传感器的线振方向垂直于X方向位移构件的移动方向。

采用此技术方案，通过一维线振光学传感器与位移台相结合，通过采用位移上各位置点的线阵图像，即通过线扫描的方式实现对特定位置的大尺寸光斑的测量，可以准确的获得扫描维度方向的光斑中心位置与光斑尺寸，同时不会受限于探测位置光斑尺寸的限制。此技术方案，由于采用的是使用线振光学传感器的强度进行测量，不需要成像，所以，前端不存在用于成像的透镜镜头元件，结构简单，维护方便。

现有技术中，面阵CCD的像素数一般是2048*2048，也就是说横向与纵向的尺寸分别是10.24mm 与10.24mm，对于横向或纵向大于10.24mm的，采用面阵CCD传感器因为是面阵式工作，就无法进行测量。如果将传统的面阵CCD结合位移台的方式，所得到的数据在两个维度方向，数据的拼接还是比较麻烦的，不利于数据处理与位移台步进位置的控制。

进一步的，所述位移台可以采用榫卯限位的结构，还可以形成复位性能较好的变体结构。

进一步的，所述一维线振光学传感器为一维线振CCD、CMOS或向红外波长拓展的材料形成的一维线振光学传感器。

作为本发明的进一步改进，所述Z方向位移构件包括Z方向驱动机构和Z方向位移滑块，所述X方向位移构件包括X方向驱动机构和X方向位移滑块，所述X方向驱动机构与Z方向位移滑块连接，所述一维线振光学传感器位于X方向位移滑块上。

作为本发明的进一步改进，所述X方向位移构件包括X方向驱动机构和X方向位移滑块，所述Z方向位移构件包括Z方向驱动机构和Z方向位移滑块，所述Z方向驱动机构与X方向位移滑块连接，所述一维线振光学传感器位于X方向位移滑块上。