一种激光光束立体均匀度检测设备及其检测方法与流程

1.本发明涉及激光检测技术领域，具体为一种激光光束立体均匀度检测设备及其检测方法。


背景技术：

2.在激光调谐过程中，一般会涉及激光光束的均匀度调谐，此时需要对激光的均匀度和发散角进行检测，而激光具有相干性和方向性，调谐后的激光光束直径很细，检测非常不便，在检测时还需要使用透镜对激光光束进行放大，但是每使用一次透镜激光就会进行一次傅里叶变换，这会严重影响检测的结果，因此急需一种在激光调谐前对激光光斑均匀度以及发散角检测的装置。


技术实现要素：

3.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光光束立体均匀度检测设备，包括激光器、偏振片、二分之一波片、分束立方、光束感应组件、探测器和光学处理系统，光束依次通过偏振片、二分之一波片和分束立方，被分束立方分成相互垂直的第一光束和第二光束，所述第一光束光斑照射到光束感应组件上，所述第二光束入射到探测器检测端。
4.作为进一步优选，所述光束感应组件包括幕布和光感应元件，所述幕布以中点为圆心在不同圆周上设置有若干组光感应元件，且幕布的中点设置有一组光感应元件。
5.作为进一步优选，所述光束感应组件至少有一组，至少一组所述光束感应组件以中点为圆心同圆心间隔设置，所述光束感应组件包括十字架和光感应元件，所述十字架以中点为圆心在不同圆周上设置有若干组光感应元件，且十字架的中点设置有一组光感应元件。
6.作为进一步优选，至少一组光束感应组件相互偏转0-90
°
。
7.作为进一步优选，所述探测器还可以使用光束感应组件替代。
8.作为进一步优选，所述光学处理系统与光束感应组件通信连接，所述光学处理系统用于分析光束感应组件检测的数据，分析得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，从而进行纠正，通过纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布结果。
9.作为进一步优选，一种激光光束立体均匀度检测方法，该方法包括：通过探测器测量被分光后的光束参数，通过光感应元件接收光斑点区域的光数据；将光束参数和光数据传输到光学处理系统中，通过光学处理系统对光数据进行分析和纠正，在分析和纠正时以光束参数作为参考数据，最终得到最精确的光束均匀性分布。
10.作为进一步优选，所述分束立方分光后的第一光束和第二光束的能量比为：，且第一光束和第二光束的偏振方向相互垂直。
11.作为进一步优选，所述光束均匀性分布结果包括横向的光斑均匀度和纵向的光束
发散角度。
12.（二）有益效果本发明提供了一种激光光束立体均匀度检测设备及其检测方法，具备以下有益效果：该激光光束立体均匀度检测设备通过同圆心光束感应组件得到的立体光束数据点，纠正光束测试时的非垂直度和偏离圆心的误差，得到精密的光斑均匀度以及光束发散角的数据，形成立体效果的检测结果。
附图说明
13.图1为本发明的一实施例的激光光束立体均匀度检测设备结构示意图；图2为本发明的又一实施例的激光光束立体均匀度检测设备结构示意图；图3为本发明的又一实施例的激光光束立体均匀度检测设备结构示意图。
14.图中：1激光器、2偏振片、3二分之一波片、4分束立方、5幕布、6光感应元件、7探测器、8十字架。
具体实施方式
15.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
16.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
17.实施例1如图1所示，本实施例提供一种激光光束立体均匀度检测设备，包括激光器1、偏振片2、二分之一波片3、分束立方4、光束感应组件、探测器7和光学处理系统，光束依次通过偏振片2、二分之一波片3和分束立方4，被分束立方4分成相互垂直的第一光束和第二光束，第一光束光斑照射到光束感应组件上，第二光束入射到探测器7检测端。
18.在本实施例中，光束感应组件包括幕布5和光感应元件6，幕布5以中点为圆心在不同圆周上设置有若干组光感应元件6，且幕布5的中点设置有一组光感应元件6。
19.其中，光感应元件6用于接收第一光束的光信号，光感应元件6会将接收到的光信号传输到光学处理系统中。
20.在本实施例中，光学处理系统与光束感应组件通信连接，光学处理系统用于分析光束感应组件检测的数据，分析得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，从而进行纠正，通过纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布结果。
21.其中分析和纠正的过程为，利用光束感应组件中光感应元件6测量到的光斑点区域数据和位置，模拟计算出光斑的中心，通过幕布5到分束立方4的间距l0，以及中心偏移差x，通过公式计算偏移角度θ，计算公式如下：
纠正后屏距l：纠正后的光强：，式中i为光感应元件6检测的光强值；光点的位置x0：。
22.本实施例还提供一种激光光束立体均匀度检测方法，该方法包括：通过探测器7测量被分光后的光束参数，通过光感应元件6接收光斑点区域的光数据；将光束参数和光数据传输到光学处理系统中，通过光学处理系统对光数据进行分析和纠正，在分析和纠正时以光束参数作为参考数据，最终得到最精确的光束均匀性分布。
23.具体的，分束立方4分光后的第一光束和第二光束的能量比为1：1，且第一光束和第二光束的偏振方向相互垂直。
24.进一步的，光束均匀性分布结果包括横向的光斑均匀度和纵向的光束发散角度。
25.其中，光感应元件6在幕布5上的分布位置固定，幕布5与分束立方4的距离固定，通过对这些原本设定好的数据和光数据分析可得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，再通过对这些数据进行纠正，由纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布，包括横向的光斑均匀度和纵向的光束发散角度，最终实现立体均匀性的检测结果。
26.并且，通过探测器7检测到的光束的光强和能量的波动情况，保证在测量时光束的参数恒定。
27.实施例2如图2所示，一种激光光束立体均匀度检测设备，包括激光器1、偏振片2、二分之一波片3、分束立方4、光束感应组件、探测器7和光学处理系统，光束依次通过偏振片2、二分之一波片3和分束立方4，被分束立方4分成相互垂直的第一光束和第二光束，第一光束光斑照射到光束感应组件上，第二光束入射到探测器7检测端。
28.在本实施例中，光束感应组件至少有一组，至少一组光束感应组件以中点为圆心同圆心间隔设置，光束感应组件包括十字架8和光感应元件6，十字架8以中点为圆心在不同圆周上设置有若干组光感应元件6，且十字架8的中点设置有一组光感应元件6。
29.具体的，至少一组光束感应组件相互偏转0-90
°
。
30.在本实施例中，光学处理系统与至少一组光束感应组件通信连接，光学处理系统用于分析光束感应组件检测的数据，分析得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，从而进行纠正，通过纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布结果。
31.其中分析和纠正的过程为，利用光束感应组件中光感应元件6测量到的光斑点区域数据和位置，模拟计算出光斑的中心，通过一组幕布5到分束立方4的间距l1，以及中心偏移差x，通过公式计算偏移角度θ，计算公式如下：
纠正后屏距l：纠正后的光强：，式中i为光感应元件6检测的光强值；光点的位置x1：。
32.本实施例还提供一种激光光束立体均匀度检测方法，该方法包括：通过探测器7测量被分光后的光束参数，通过光感应元件6接收光斑点区域的光数据；将光束参数和光数据传输到光学处理系统中，通过光学处理系统对光数据进行分析和纠正，在分析和纠正时以光束参数作为参考数据，最终得到最精确的光束均匀性分布。
33.具体的，分束立方4分光后的第一光束和第二光束的能量比为1：1，且第一光束和第二光束的偏振方向相互垂直。
34.并且，光束均匀性分布结果包括横向的光斑均匀度和纵向的光束发散角度。
35.其中，通过探测器7检测到的光束的光强和能量的波动情况，保证在测量时光束的参数恒定，光感应元件6在十字架8上的分布位置固定，十字架8与分束立方4的距离固定，通过对这些原本设定好的数据和多组光束感应器检测的光数据分析可得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，再通过对这些数据进行纠正，由纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布，包括横向的光斑均匀度和纵向的光束发散角度，最终实现立体均匀性的检测结果。
36.实施例3如图3所示，一种激光光束立体均匀度检测设备，包括激光器1、偏振片2、二分之一波片3、分束立方4、两组光束感应组件和光学处理系统，光束依次通过偏振片2、二分之一波片3和分束立方4，被分束立方4分成相互垂直的第一光束和第二光束，第一光束光斑照射到一组光束感应组件上，第二光束光斑照射到一组光束感应组件上。
37.在本实施例中，光学处理系统与光束感应组件通信连接，光学处理系统用于分析光束感应组件检测的数据，分析得到光束与靶面的垂直度，以及光斑的同心度，从而进行纠正，通过纠正后的数据点分析得到最精确的光束均匀性分布结果。
38.其中分析和纠正的过程为，利用光束感应组件中光感应元件6测量到的光斑点区域数据和位置，模拟计算出光斑的中心，一组幕布5到分束立方4的间距l2，以及中心偏移差x，通过公式计算偏移角度θ，计算公式如下：纠正后屏距l：
纠正后的光强：，式中i为光感应元件6检测的光强值；第一参考光点的位置x2：；另一组幕布5到分束立方4的间距l3，以及中心偏移差x，通过公式计算偏移角度θ，计算公式如下：纠正后屏距l：纠正后的光强：，式中i为光感应元件6检测的光强值；第二参考光点的位置x3：，通过两组光点的位置进行转动90
°
拟合，将两组光点位置连线，该连线的中心点即为光束的光点位置。
39.本实施例还提供一种激光光束立体均匀度检测方法，该方法包括：通过两组光束感应组件接收第一光束和第二光束光斑点区域的光数据；将光束参数和光数据传输到光学处理系统中，通过光学处理系统对光数据进行分析和纠正，在分析和纠正时以光束参数作为参考数据，最终得到最精确的光束均匀性分布。
40.其中，分束立方4分光后的第一光束和第二光束的能量比为1：1，且第一光束和第二光束的偏振方向相互垂直，第一光束和第二光束的能量通过探测器7进行测量。
41.具体的，光束均匀性分布结果包括横向的光斑均匀度和纵向的光束发散角度。
42.综上，本发明提供的一种激光光束立体均匀度检测设备及其检测方法，通过同圆心光束感应组件得到的立体光束数据点，纠正光束测试时的非垂直度和偏离圆心的误差，得到精密的光斑均匀度以及光束发散角的数据，形成立体效果的检测结果。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。