一种利用滤光实现可调档位的激光功率计制造技术

一种利用滤光实现可调档位的激光功率计，包括驱动电源、激光器、可调档位滤光片和传感器，激光器与驱动电源连接，可调档位滤光片包括至少一级滤光片，第一级滤光片设置在激光器的出光方向上，后一级滤光片设置在前一级滤光片的出光方向上，传感器设置于最后一级滤光片的出光方向上，每级滤光片的透射率借由光学镀膜实现。该激光功率计通过对激光的透射衰减，用同一个光电传感器接收后对光功率检测，拓宽了常规功率计的可测功率范围，通过选择不同倍率的可调档位滤光片，也实现跳度较大的测试，测量相应时间短，测试效率高。

A laser power meter with adjustable position by using filter light

A laser power meter with adjustable gear by using filter light includes a driving power supply, a laser, an adjustable gear filter and a sensor. The laser is connected with the driving power supply. The adjustable gear filter includes at least one stage filter, the first stage filter is arranged in the direction of the laser output, and the second stage filter is arranged in the front. The transmissivity of each filter is achieved by optical coating. By attenuating the transmission of laser and detecting the light power after receiving with the same photoelectric sensor, the laser power meter can widen the measuring power range of the conventional power meter. By choosing the adjustable gear filter with different magnification, the laser power meter can also realize the test with larger jump, shorter measuring time and higher testing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种利用滤光实现可调档位的激光功率计
本专利技术涉及一种可调档位的激光功率计（LaserPowerMeter，用来测试连续激光的功率或者脉冲激光在某一段时间的平均功率），属于激光检测

技术介绍
随着激光技术的发展，激光器在通信医疗、工业制造、民用军工产品等领域的应用日渐广泛，而激光器的能量检测是激光检测
的一个重要技术部分，激光器的能量检测对应激光器的连续输出的峰值功率、脉冲能量、脉冲峰值功率。现有的激光能量计，常见的光感应传感器分热敏效应、光电效应、光电导效应等等，目前广泛推崇的是热释电效应光功率计。光功率计（opticalpowermeter）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。热释电效应（thermoelectricstimulatedcurrent）是指极化强度随温度改变而表现出的电荷释放现象，宏观上是温度的改变是在材料的两端出现电压或产生电流。因为热释电传感器本身不辐射，功耗小，抗干扰、成本低，而且这种热释电型功率计可测功率范围较宽，普遍用于大功率激光器的光功率检测设备。然而在低功率光功率测试领域，热释电功率计测量误差相对偏大，加之测量响应时间长，所以在小功率激光领域，普遍采用的是光电效应的功率计，因为测量范围小，相对精度高，响应时间小。中国专利文献CN200510105535公开的《激光能量计》，在探测器前端加陶瓷空心管，陶瓷空心腔作为漫射衰减器，从而匀化出光，实现测量高能量密度。但是该方法实现的匀化光密度，并未对光功率发生改变。CN201010605686公开的《激光能量计及其自动换档方法》，设置有多级放大电路和继电器，当激光光信号转变为电信号后，通过电路控制对信号的处理判断然后选择相应的档位进行光测量。该方法是通过信号处理判断后选择了不同的档位进行工作，不涉及如何对光功率进行衰减进行测量。CN201110113348公开的《便携式USB光功率计》，可USB连接电脑输出测试数据，测试数据通过单片机芯片处理变为数字量，借由USB通道传输至外部计算机进行数据处理。但未涉及功率计的可调档位。CN201410849696公开的《光功率计》，带有无线模块，实现了功率测量的无线传输，便于操作使用，同时对各模块设置有散热温控电路，避免了高温导致的测量误差。但也未涉及功率计的可调档位实现的功能。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中光电型功率计测量功率范围较窄的问题，提供一种功率测量范围拓宽利用滤光实现可调档位的激光功率计，通过对光功率进行可控式衰减拓宽功率测量范围，使其既具备光电功率计响应时间快，测量精度高的优点，也具备热释电型功率计测量范围宽的优点。本专利技术的利用滤光实现可调档位的激光功率计，采用以下技术方案：该可调档位的激光功率计，包括驱动电源、激光器、可调档位滤光片和传感器，激光器与驱动电源连接，可调档位滤光片包括至少一级滤光片，第一级滤光片设置在激光器的出光方向上，后一级滤光片设置在前一级滤光片的出光方向上，传感器设置于最后一级滤光片的出光方向上，每级滤光片上设置光学镀膜，滤光片的透射率借由光学镀膜实现。各级滤光片的透射率的乘积等于100%除以档位数（表示放大倍数）。各级滤光片呈45°角，或呈入射角到全反射角之间的任意角度。滤光片采用石英基板镀膜，或采用其它表面平滑具备光吸收或光透射的材质镀膜。每级滤光片的透射率可以相同，也可以不同，滤光片的透射率可根据档位选择，根据需要提供不同的滤光片。档位数X2表示2档（表示功率放大2倍），那么可调档位滤光片的实际透射率（各级滤光片的透射率的乘积）为100%/2=50%。X5表示功率放大5倍可调档位滤光片的透射率为20%。传感器读数与档位数的乘积就是得出实际功率。激光器在驱动电源的驱动下工作，激射出的光束经过可调档位滤光片的选择衰减，在传感器上被接收检测，通过对传感器接收的电信号进行处理，显示出所测功率，示数与档位数的乘积作为实测功率。本专利技术通过对激光的透射滤光衰减，用同一个光电传感器接收后对光功率检测，拓宽了常规功率计的可测功率范围，通过选择不同倍率的可调档位滤光片，也实现跳度较大的测试。比现有宽功率范围的热释电型功率计测量相应时间短，测试效率高，而对比现有光电型功率计又较之可测功率范围适当拓宽。因此，从经济效益上有重大突破。附图说明图1是本专利技术利用滤光实现可调档位的激光功率计的结构原理示意图。图2为反射膜反射率R与薄膜层数关系。图3是本专利技术的工作原理示意图。图4是本专利技术中可调档位滤光片的多级反射设置示意图。图5是设置有两级滤光片的可调档位滤光片的激光功率计示意图。图中，1、驱动电源，2、激光器，3、可调档位滤光片，4、传感器，5、入射光，6、反射光，7、衰减透射光，8、第一级滤光片，9、第二级滤光片，10、第一级衰减透射光，11、第二级衰减透射光。具体实施方式如图1所示，本专利技术的利用滤光实现可调档位的激光功率计，包括驱动电源1、激光器2、可调档位滤光片3和传感器4，激光器2与驱动电源1连接，可调档位滤光片3包括n级滤光片，第一级滤光片设置在激光器2的出光方向上，后一级滤光片设置在前一级滤光片的衰减透射光方向上，传感器4设置于最后一级滤光片的衰减透射光方向上，每级滤光片的透射率借由光学镀膜实现。各级滤光片呈45°角，或呈入射角到全反射角之间的任意角度。每级滤光片设置的透射率可以相同，也可以不同，各级滤光片的透射率的乘积等于100%除以档位数（表示放大倍数）。如果每级滤光片的透射率相同，均是y，经过n级衰减形成X档，则yn=100%/X。例如有3级滤光片（经过3级衰减），完成五档（X5）衰减（形成100%/5=20%的透射光），则可根据y3=100%/5得到每级滤光片的透射率。设置有多级滤光片，目的是方便现实中的实验，多级滤光片的透射率可以不一致，如设置有85%透射率和70%透射率的两个滤光片，刚好形成59.5%的透射率的可调档位滤光片3。传感器4的类型可以是光电型、热释电型、热敏型、光电导效应型等现有技术下的传感器。本专利技术其核心部件在于可调档位滤光片3的制备，其中X2档的档位滤光片制备方式：选取无色透明的石英玻璃片为可调档位滤光片的基片（材质需要透明基板，镀膜反射率需要考虑基板的透光率，或采用其它表面平滑具备光吸收或光透射的材质镀膜），在其侧采用光学镀膜，使其透射率42%，结合石英玻璃自身8%的透射损耗，可在镀膜后形成透射率50%的滤光片，对光功率进行选择性衰减。类似X2档制备，X5档透射率72%。滤光片进行光学镀膜时，根据需要的反射率选择相应的膜系，常见的光学镀膜材料包含Al2O3、Ti3O5和SiO2，分层溅射制备，膜系和反射率的关系如图2所示。也可采用其它镀膜材料。图3中的可调档位滤光片3设置有一级滤光片，并与激光器2的出光方向垂直，适用于低档位滤光片，所形成的反射光6对激光器不造成损伤破坏等影响。激光器2在驱动电源1的驱动下激发出光束，当入射光5经过可调档位滤光片3反射后衰减，形成反射光6返回，部分入射光5透过可调档位滤光片3，形成衰减后的衰减透射光7，被传感器4接收，从而形成检测。通过电信号处理，显示出所测功率，示数（传感器4的读数）与可调档位滤光片3的档位（Xn档）的乘积作为实测功率。图4中的可调档位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用滤光实现可调档位的激光功率计，包括驱动电源、激光器、可调档位滤光片和传感器，其特征是：激光器与驱动电源连接，可调档位滤光片包括至少一级滤光片，第一级滤光片设置在激光器的出光方向上，后一级滤光片设置在前一级滤光片的出光方向上，传感器设置于最后一级滤光片的出光方向上，每级滤光片上设置光学镀膜，滤光片的透射率借由光学镀膜实现。

【技术特征摘要】
1.一种利用滤光实现可调档位的激光功率计，包括驱动电源、激光器、可调档位滤光片和传感器，其特征是：激光器与驱动电源连接，可调档位滤光片包括至少一级滤光片，第一级滤光片设置在激光器的出光方向上，后一级滤光片设置在前一级滤光片的出光方向上，传感器设置于最后一级滤光片的出光方向上，每级滤光片上设置光学镀膜，滤光片的透射率借由光学镀膜实现。2.根据权利要求1所述的利用滤光实现可调档位的激光功率计，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骋，梁盼，刘存志，汤庆敏，徐现刚，
申请(专利权)人：山东华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37