全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，包括主吸收体、接收锥、反射镜；所述主吸收体为组合式腔体，接收锥与主吸收体的开口活动连接，接收锥由两段活动连接的不同锥角的圆锥形结构组成，反射镜位于主吸收体内、与主吸收体开口相对的底部，主吸收体和接收锥之间由低热导率的连接过渡件连接；高能激光束沿与接收锥及主吸收体轴线平行的方向入射后，经接收锥内表面反射后进入主吸收体，在主吸收体内表面经多次反射后被吸收。本发明专利技术有效控制了激光能量计的整体尺寸，同时提高了能量计的抗激光损伤能力，减小了开口逸出能量损失，提高了高能激光能量计测量的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构


[0001]本专利技术涉及高能激光光学参数测量领域，特别是涉及一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构。

技术介绍

[0002]高能激光器输出能量的准确测量是评定激光器品质和激光器研制水平的一项重要指标。对高能激光能量的定量测量，如果采用衰减和取样等间接方法，衰减和取样元件在激光作用下取样比很容易发生变化，取样比的微小变化，会导致能量测量有很大误差。因此需要进行直接测量。传统的光电法、热释电法并不适用，通常采用量热法。量热法可以实现不经衰减、直接对激光能量完全吸收测量，能保证测量结果的准确性。目前国内外测量激光能量和功率的标准装置一般都建立在此方法的基础上。基于量热法原理的全吸收式激光能量计，通常是采用激光吸收体将激光能量全部吸收并转化为热量，通过测量吸收体的温度增量，来实现对入射激光能量的测量。
[0003]激光吸收体是全吸收式激光能量计的重要组成部分。吸收体的设计要保证接收口径、最高量程等技术指标要求的实现；尽可能实现激光在吸收腔内均匀辐照；有效提高吸收腔体的抗激光损伤能力；最大限度减少光的逸出损失；易于温度传感器的分布式绕制；以及降低加工难度等。
[0004]在吸收体的结构形式选择上，目前广泛使用的吸收体是以多次反射提高吸收率的圆锥腔和积分球两种形式，且为一体式结构。名称为《石墨锥形高能激光全吸收能量计设计》的文章(魏继锋等，中国激光，2015，42(2)：0208006
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0208006
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10)和名称为《积分球技术在高能激光能量测量中的应用》的文章(陆耀东等，强激光与粒子束，2000，12(s0)：106
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108)中介绍的就是这两种形式。但单纯的圆锥腔由于能量积聚于锥顶易造成击穿现象，如果入射方向有偏差，也易使光束反射出锥外，这都会造成能量损失，致使测量结果不正确。而单个积分球结构中，光束能量可能会从球的开口部分逸出，为使逸出的能量尽量减少，需要加大积分球的直径，这就使激光能量计体积相对较大。
[0005]因此亟需提供一种新型的全吸收高能激光能量计的吸收体结构来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，能够提高高能激光能量计测量的准确性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，包括主吸收体、接收锥、反射镜；
[0008]所述主吸收体为组合式腔体，接收锥与主吸收体的开口活动连接，接收锥由两段活动连接的不同锥角的圆锥形结构组成，反射镜位于主吸收体内、与主吸收体开口相对的底部，主吸收体和接收锥之间由低热导率的连接过渡件连接；
[0009]高能激光束沿与接收锥及主吸收体轴线平行的方向入射后，经接收锥内表面反射
后进入主吸收体，在主吸收体内表面经多次反射后被吸收。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述主吸收体为由圆柱形腔、前锥形端盖和后锥形端盖组成的腔体，前锥形端盖与后锥形端盖分别通过螺栓与圆柱形腔的前后端面连接。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述主吸收体为由两个半球腔体组合连接的球腔。
[0012]进一步的，所述主吸收体的材料为经锻打后的紫铜或铝，其内表面氧化喷砂处理。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，所述接收锥由第一圆锥形结构和第二圆锥形结构组成，第一圆锥形结构与第二圆锥形结构之间通过螺纹连接。
[0014]进一步的，所述接收锥的材料为黄铜，内表面经抛光处理后镀金。
[0015]在本专利技术一个较佳实施例中，所述主吸收体与接收锥的外表面开有螺旋槽或若干直线槽，槽内均匀分布温度传感器，用于测量激光入射前后主吸收体和接收锥的温度增量，得到入射激光能量。
[0016]在本专利技术一个较佳实施例中，所述反射镜通过反射镜座固定在与主吸收体开口相对的内表面，其直径略大于主吸收体的开口直径。
[0017]进一步的，所述反射镜为锥形反射镜或球面反射镜，材料为黄铜，表面抛光后镀金膜。
[0018]在本专利技术一个较佳实施例中，所述连接过渡件为相对低热导率的铸铝，其与接收锥之间采用螺钉连接、与主吸收体之间采用螺纹连接。
[0019]本专利技术的有益效果是：
[0020](1)本专利技术所述激光接收锥作为激光接收部件，采用了分段的锥形结构，这种两段式的锥顶角结构形式，充分利用了主吸收体的开口直径，保证了激光接收口径、减少了待测激光的逸出损耗以及有效控制激光能量计的外形尺寸；
[0021](2)本专利技术所述主吸收体为组合式腔体，便于加工和安装，其内表面采用氧化喷砂处理，使之成为较均匀的漫反射表面，实现被测激光在主吸收腔体内的尽可能均匀辐照；
[0022](3)为提高主吸收体的抗激光损伤能力，本专利技术设置了具有较高的激光损伤阈值的反射镜。由主吸收体开口直接进入主吸收体的部分光束照射在反射镜上，使入射激光束发散，并经吸收腔内壁的多次漫反射均匀地照射到主吸收体内表面，而被全部吸收，同时发散光束也降低了照射在主吸收体内表面的最大功率密度，从而提高了主吸收体的抗激光损伤能力；
[0023](4)本专利技术的复合式吸收体结构结合圆锥腔和积分球吸收体的优点，在保证接收口径的前提下，有效控制了激光能量计的整体尺寸，减少了待测激光的逸出损耗，提高了激光能量计的抗激光损伤能力和测量准确度。
附图说明
[0024]图1是本专利技术全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构一较佳实施例的剖面结构示意图；
[0025]图2是所述反射镜的示意图；
[0026]图3是所述全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构另一较佳实施例的剖面结构示意图。
[0027]附图中各部件的标记如下：1、主吸收体，11、圆柱形腔，12、前锥形端盖，13、后锥形
端盖，2、接收锥，21、第一圆锥形结构，22、第二圆锥形结构，3、反射镜，31、反射镜座，4、连接过渡件。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0029]全吸收式高能激光能量计是基于量热法原理，采用激光吸收体将激光能量全部吸收，通过测量激光吸收体的温度增量来实现对入射激光的能量测量。激光吸收体是高能激光能量计的关键组成部分，下面结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0030]实施例1：
[0031]请参阅图1，一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，包括主吸收体1、接收锥2、反射镜3。所述主吸收体1为组合式腔体，接收锥2与主吸收体3的开口活动连接，接收锥2由两段活动连接的不同锥角的圆锥形结构组成，反射镜3位于主吸收体1内、与主吸收体1开口相对的底部，主吸收体1和接收锥2之间由低热导率的连接过渡件4连接。当高能激光束沿与接收锥2及主吸收体1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，其特征在于，包括主吸收体、接收锥、反射镜；所述主吸收体为组合式腔体，接收锥与主吸收体的开口活动连接，接收锥由两段活动连接的不同锥角的圆锥形结构组成，反射镜位于主吸收体内、与主吸收体开口相对的底部，主吸收体和接收锥之间由低热导率的连接过渡件连接；高能激光束沿与接收锥及主吸收体轴线平行的方向入射后，经接收锥内表面反射后进入主吸收体，在主吸收体内表面经多次反射后被吸收。2.根据权利要求1所述的全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，其特征在于，所述主吸收体为由圆柱形腔、前锥形端盖和后锥形端盖组成的腔体，前锥形端盖与后锥形端盖分别通过螺栓与圆柱形腔的前后端面连接。3.根据权利要求1所述的全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，其特征在于，所述主吸收体为由两个半球腔体组合连接的球腔。4.根据权利要求1或2所述的全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，其特征在于，所述主吸收体的材料为经锻打后的紫铜或铝，其内表面氧化喷砂处理。5.根据权利要求1所述的全吸收高能激光能量计的复合式吸收体结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南，乔春红，杨高潮，张京会，胡明，冯晓星，沈威，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：