一种高速激光功率测量仪制造技术

本发明专利技术涉及一种高速激光功率测量仪。该高速激光功率测量仪包括衰减片、光电探测器，高速放大滤波电路，高速数据采集单元和数据分析单元。本发明专利技术采用快响应探测器以及后续的高速信号处理以及数据采集方式，并且结合特定的数据校准软件，可以准确的获取高频率、短脉冲的激光的功率能量信息。

A high speed laser power meter

The invention relates to a high-speed laser power measuring instrument. The high-speed laser power measuring instrument includes attenuation plate, photoelectric detector, high speed amplifying and filtering circuit, high-speed data acquisition unit and data analysis unit. The invention adopts a fast response detector and the subsequent signal processing and data acquisition methods, and combined with the specific data calibration software, power energy information can accurately obtain the laser with high frequency, short pulse.

【技术实现步骤摘要】
一种高速激光功率测量仪
本专利技术涉及激光功率检测技术，可以实现高重复频率，短脉冲激光功率的实时探测，具体而言涉及一种高速激光功率测量仪。
技术介绍
时至今日，激光技术的应用业已渗透到我们生活的方方面面。如以大功率激光器为背景发展而来的激光加工技术已经在工业制造中扮演着极为重要的角色。与此同时，以脉冲激光为基础的激光技术在科研领域的应用更是涉及到非常广泛领域，如材料领域中发光材料的光谱表征，分析领域中激光电离质谱技术等与现代分析手段的结合更是让激光器的特点大放异彩。如此重要而广泛的应用使得对于激光技术本身的一些参数，比如功率等的准确测量显现的极为重要。目前，可以用于激光功率测量的仪器，按照各自测量原理的不同，可以分为两类，即热敏型功率探头和光电型功率探头。其中，热敏型功率探头可以镀膜，使其在非常宽的波长范围内均可以有相对平稳的光谱相应，适合于测量宽带的激光功率。但是，该种测量手段无法实时的表征诸如脉冲激光的不同脉冲之间的能量的抖动的问题。另外一种则是光电型功率测量仪，它的特征便是利用光电二极管作为激光能量传感器，具有响应速度快、分辨率高等优点，但是这种光电型功率测量仪对波长有非常敏感的响应效应，常常被用来设计成为单色光源或者近单色光源的功率测量。如上所述，上述两种激光功率测量仪可以说在它们各自测量过程中的响应时间、适用的波长测量范围以及适用的测量能量范围及相应的分辨率等方面的比较来看，均有各自的优缺点，针对不同的激光器需要视具体情况来进行选择。
技术实现思路
本专利技术是鉴于以上的事实而做出的，其目的在于提供一种高速激光测量仪。一种高速激光功率测量仪，包括衰减片、光电探测器，高速放大滤波电路，高速数据采集单元和数据分析单元。(a)衰减片用于对入射激光进行衰减；(b)光电探测器实现对弱光信号的光电转换；(c)滤波放大电路用于对上级光电探测器产生的电信号进行滤波并且进行放大；(d)数据采集单元对高速滤波放大电路(3)处理后的电信号进行数据采集；；(e)数据分析单元对采集的数据进行转换分析，得到最终的激光功率参数。进一步地衰减片为针对波长范围210nm至2100nm的激光的不同波长衰减效率已知的衰减片，衰减系数为0.5至10-7。进一步地光电探测器为快响应光电二极管，上升沿与下降沿的时间尺度为1纳秒至1毫秒，且其对不同波长的响应效率已知。进一步地光电探测器始终处于冷却状态，以保持该探测器工作在恒定的温度。进一步地，高速滤波放大电路用于对光电探测器产生的高速电信号进行滤波并且进行已知比例的放大，放大倍数为2至106倍；进一步地，高速数据采集单元的采集频率为10至108赫兹，带宽为20兆赫兹至5吉赫兹。进一步地，数据分析单元在引入激光衰减系数及效率、光电二极管不同波长探测效率以及后续的滤波放大系数之后直接实时的将原始的激光功率以数字的形式进行实时显示。进一步地，待测激光经过衰减片衰减后再经过聚焦透镜后进入光电探测器。附图说明图1本专利技术实施例一提供的高速激光功率测量仪的结构示意图；图2本专利技术实施例二提供的高速激光功率测量仪的结构示意图。其中，1-衰减片；2-光电探测器；3-高速滤波放大电路；4-高速数据采集单元；5-数据分析单元；6-聚焦透镜。附图中的侧视图为示意性的且未按照比例绘制。不过不同的附图中相同或相似的部件均在附图中给出相同的标记。具体实施方式下面将通过一些具体的实施例来说明本专利技术所体现出来的属性和优点。本专利技术是按照如下方式设计的高速激光功率测量仪，如图1所示的第一种实施例。具体到本实施例，该高速激光功率测量仪，包括衰减片1(衰减系数在532纳米处为0.01％)、光电探测器2(Si基面阵探测器，相应时间15纳秒，面积100平方毫米)，高速滤波放大电路3(带宽300MHz)，高速数据采集单元4(带宽500MHz)和数据分析单元5(集成衰减片的波长依赖的衰减因子，Si基面阵探测器的探测效率以及高速滤波放大电路的放大倍数)。所述的高速激光功率测量仪被用来测量重复频率为1千赫兹中心波长在532纳米，脉冲宽度为30纳秒的半导体激光器的实时功率。可以非常清晰的表征出其不同脉冲的能量抖动，并且结合数据分析单元5可以准确的得到激光器的实时功率。接下来介绍第二种实施例，如图2所示。该高速激光功率测量仪，包括衰减片1(衰减系数在1064纳米处为0.001％)、光电探测器2(Si基面阵探测器，相应时间10纳秒，面积1平方毫米)，高速滤波放大电路3(带宽300MHz)，高速数据采集单元4(带宽500MHz)和数据分析单元5(集成衰减片的波长依赖的衰减因子，Si基面阵探测器的探测效率，高速滤波放大电路的放大倍数以及聚焦透镜的投射效率)，聚焦透镜6(熔融石英材质，焦距50毫米)。所述的高速激光功率测量仪被用来测量重复频率为20千赫兹中心波长在1064纳米，脉冲宽度为20纳秒的半导体激光器的实时功率。可以非常清晰的表征出其不同脉冲的能量抖动，并且结合数据分析单元5可以准确的得到激光器的实时脉冲能量。本领域技术人员将理解上面的实施例纯粹是以示例的方式给出的，并且一些改变是可能的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速激光功率测量仪，其特征在于：包括衰减片、光电探测器，高速放大滤波电路，高速数据采集单元和数据分析单元；待测激光经衰减片(1)后进入光电探测器(2)，由光电探测器(2)进行信号的光电转换后输出电信号，电信号经滤波放大电路(3)后进入数据采集单元(4)进行数据采集，采集的数据再经数据分析单元(5)对采集的数据进行转换分析，得到最终的激光功率参数。

【技术特征摘要】
1.一种高速激光功率测量仪，其特征在于：包括衰减片、光电探测器，高速放大滤波电路，高速数据采集单元和数据分析单元；待测激光经衰减片(1)后进入光电探测器(2)，由光电探测器(2)进行信号的光电转换后输出电信号，电信号经滤波放大电路(3)后进入数据采集单元(4)进行数据采集，采集的数据再经数据分析单元(5)对采集的数据进行转换分析，得到最终的激光功率参数。2.根据权利要求1所述的高速激光功率测量仪，其特征在于：(a)衰减片(1)用于对入射激光进行衰减；(b)光电探测器(2)实现对弱光信号的光电转换；(c)滤波放大电路(3)用于对上级光电探测器产生的电信号进行滤波并且进行放大；(d)数据采集单元(4)对高速滤波放大电路(3)处理后的电信号进行数据采集；(e)数据分析单元(5)对采集的数据进行转换分析，得到最终的激光功率参数。3.根据权利要求1或2所述的高速激光功率测量仪，其特征在于：衰减片(1)为针对波长范围210nm至2100nm的激光的不同波长衰减效率已知的衰减片，衰减系数为0.5至10-7。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘本康，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21