激光参数监测与矫正系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光参数监测与矫正系统和方法，该系统包括：激光器系统、分束镜组件、检测矫正组件、信号处理电路和上位机；激光依次通过第一分束镜、第二分束镜、功率矫正单元和第三分束镜，再由第一电动镜架和第二电动镜架反射到第四分束镜；第一分束镜反射光被光电二极管接收，第二分束镜反射的光入射至光束质量分析仪，第三分束镜反射的光入射至功率计，第四分束镜透射的光入射至光束指向探测器单元，第四分束镜反射的光经衍射元件到达激光加工数控机床；上位机控制激光器系统的重复频率、功率矫正单元的实时功率及调整光束指向。通过本发明专利技术的技术方案，实现了对激光参数的实时监测与矫正，自动化程度高、操作简单，结构紧凑。

System and Method for Monitoring and Correcting Laser Parameters

【技术实现步骤摘要】
激光参数监测与矫正系统和方法
本专利技术涉及激光参数测量
，尤其涉及一种激光参数监测与矫正系统和一种激光参数监测与矫正方法。
技术介绍
梅曼在1960年制造了第一台激光器到今天，短短数十载，激光技术得到了迅猛的发展，其应用范围几乎涵盖了国民经济的所有领域，例如：军事、医疗、光通信等。其应用程度已经成为衡量一个国家工业技术先进性的重要标志之一。随着激光工业的迅猛发展，激光加工己经广泛应用于各行业，高精度激光加工设备与测量设备发展迅速并被广泛应用。在高精度激光加工设备与测量设备中，激光器的性能的优劣对加工精度和加工效果起着至关重要的作用。其中光束指向性、功率/能量、重复频率以及M2等参数的优劣引起了广泛关注。目前市场上相关的设备主要是激光光束参数测量装置。此外，现有专利中也主要关于激光光束的各种参数进行测量的装置或者方法，目前还没有关于激光光束参数实时监测与矫正装置。
技术实现思路
针对上述问题中的至少之一，本专利技术提供了一种激光参数监测与矫正系统和方法，采用光电二极管(4)、第一和第二处理电路(2)、(5)以及上位机(23)，实现了对激光器重复频率的实时监测与矫正；采用光束质量分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光参数监测与矫正系统，其特征在于，包括：激光器系统(1)、分束镜组件、检测矫正组件、信号处理电路和上位机(23)；所述分束镜组件包括第一分束镜(3)、第二分束镜(6)、第三分束镜(11)和第四分束镜(17)，所述检测矫正组件包括光电二极管(4)、光束质量分析仪(7)、功率矫正单元(9)、功率计(12)、第一电动镜架(15)、第二电动镜架(14)、衍射元件(18)和光束指向探测器单元(20)，所述信号处理电路包括第一处理电路(2)、第二处理电路(5)、第三处理电路(8)、第四处理电路(10)、第五处理电路(13)、第六处理电路(16)、第七处理电路(21)和第八处理电路(22)；所述激...

【技术特征摘要】
1.一种激光参数监测与矫正系统，其特征在于，包括：激光器系统(1)、分束镜组件、检测矫正组件、信号处理电路和上位机(23)；所述分束镜组件包括第一分束镜(3)、第二分束镜(6)、第三分束镜(11)和第四分束镜(17)，所述检测矫正组件包括光电二极管(4)、光束质量分析仪(7)、功率矫正单元(9)、功率计(12)、第一电动镜架(15)、第二电动镜架(14)、衍射元件(18)和光束指向探测器单元(20)，所述信号处理电路包括第一处理电路(2)、第二处理电路(5)、第三处理电路(8)、第四处理电路(10)、第五处理电路(13)、第六处理电路(16)、第七处理电路(21)和第八处理电路(22)；所述激光器系统(1)产生的激光依次通过所述第一分束镜(3)、所述第二分束镜(6)、所述功率矫正单元(9)和所述第三分束镜(11)，再依次由所述第一电动镜架(15)和所述第二电动镜架(14)反射到所述第四分束镜(17)；所述第一分束镜(3)反射的光被所述光电二极管(4)接收，所述第二分束镜(6)反射的光入射至所述光束质量分析仪(7)中，所述第三分束镜(11)反射的光入射至所述功率计(12)中，所述第四分束镜(17)透射的光入射至所述光束指向探测器单元(20)中，所述第四分束镜(17)反射的光经过所述衍射元件(18)到达激光加工数控机床(19)；所述第二处理电路(5)获取并处理所述光电二极管(4)的测量信号，并将处理结果发送至所述上位机(23)，所述第三处理电路(8)对所述光束质量分析仪(7)的测量值处理后发送至所述上位机(23)，所述第五处理电路(13)将所述功率计(12)的测量值处理后发送至所述上位机(23)，所述第七处理电路(21)将所述光束指向探测器单元(20)的测量信号处理后发送至所述上位机(23)；所述上位机(23)通过所述第一处理电路(2)控制所述激光器系统(1)的重复频率，通过所述第四处理电路(10)控制所述功率矫正单元(9)的实时功率，通过所述第六处理电路(16)控制所述第一电动镜架(15)、通过所述第八处理电路(22)控制所述第二电动镜架(14)动作以调整光束指向。2.根据权利要求1所述的激光参数监测与矫正系统，其特征在于，所述激光器系统(1)为带有普克尔盒或脉冲选择器的皮秒或飞秒超快激光器，或带有电光或声光调制器的纳秒调Q脉冲激光器，或脉冲式泵浦的皮秒或纳秒被动调Q激光器。3.根据权利要求1所述的激光参数监测与矫正系统，其特征在于：所述分束镜组件均为石英或K9玻璃材质的平面镜片，并在平面镜片表面镀制不同波长的分光膜；所述光电二极管(4)为InGaAs快速光电管，用于采集光脉冲的波形；所述光束质量分析仪(7)由两个固定在电动导轨上的反射镜、CCD图像传感器以及相应的控制器组成，用于采集并计算M2的值；所述功率矫正单元(9)由二分之一波片(24)、偏振立方体(25)以及带有步进电机或伺服电机或压电陶瓷马达的电动镜架及其控制器组成；所述功率计(12)用于采集并计算光束的功率值；所述第一电动镜架(15)和所述第二电动镜架(14)为由步进电机和压电陶瓷电机共同驱动的二维电动镜架，所述第一电动镜架(15)和所述第二电动镜架(14)共同动作以矫正光束指向；所述光束指向探测器单元(20)用于检测光束的光束指向。4.根据权利要求1所述的激光参数监测与矫正系统，其特征在于：所述第二处理电路(5)为光电采集和处理电路，用于将所述光电二极管(4)采集的光脉冲波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈檬，张携，马宁，王晋，季凌飞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11