一种用于材料激光性能的测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于材料激光性能的测量设备，其包括至少一个激光光源，激光光源的主光轴上设有比例分光镜，比例分光镜的主传输光路上设有可旋转的样品台或能绕样品台转动的第二激光能量探测器，副传输光路上设有能第一激光能量探测器；样品台的反射光路上设有反射镜，样品台上材料反射的激光通过反射镜反射到第二激光能量探测器内；数据处理器根据第一激光能量探测器探测的激光光源的激光能量信号，调整并控制激光光源的输出功率；数据处理器对第二激光能量探测器探测的激光能量信号处理后，存储并输出相应的材料激光反射能量角度分布特性。本发明专利技术结构简单紧凑，自动化程度高，测量精度高，使用方便，适应范围广，安全可靠。

A measuring device for the laser performance of materials

The invention relates to a measuring device for laser properties of materials, comprising at least one laser light source, laser light source is arranged on the main axis ratio spectroscope, transmitting ratio of beam splitter provided with a rotating sample road or around the turn of the second sample stage laser energy detector, optical transmission side on the road with the first laser energy detector; reflection sample stage light path is provided with a reflecting mirror, a laser on the sample table material through the reflection mirror to second laser energy detector; data processor according to the laser energy signal of laser light source to detect the first laser energy detector, adjustment and controlling the output power of laser source; data processor of the laser energy detecting signal processing second laser energy detector, storage and output laser reflection energy corresponding angular distribution Of. The invention has the advantages of simple and compact structure, high automation, high measuring accuracy, convenient operation, wide range of application and safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量设备，尤其是一种用于材料激光性能的测量设备，具体地说 是能够对材料激光反射能量的角度分布特性、光谱特性和偏振特性进行自动化室内测量设 备，属于激光测量的

技术介绍
激光具有极好的单色性、方向性和相干性，在军用测距、武器制导、目标识别和侦 察探测等领域得到广泛应用。植被、岩石、水体等自然背景地物，以及金属表面、织物、油漆 涂层等人工材料对入射激光的反射、偏振等传输特性的测量，对于目标特性研究和相关材 料技术研究具有重要意义。目前，国内外对材料激光性能的测量，基本上以野外实验方法为主，例如激光反射 测量的消光试验法、偏振计或偏振成像测 试；室内测量主要是人工 搭建测量光路台，在激光(或线偏振激光)垂直入射的条件下，测量材料表面法射方向的反 射功率、光谱波长，或者反射能量的偏振态，装置的集成化程度低、调试较为复杂、测量精度 不高、自动化程度较低。目前，能够完成激光反射能量随角度分布变化特性测量功能的仪器 设备尚未见报道；集材料激光反射角度分布特性、光谱特性和偏振特性测量功能于一体的 自动化室内测量装置，在国内外尚属空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用于材料激光性能的测量 设备，其结构简单紧凑，自动化程度高，测量精度高，使用方便，适应范围广，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述用于材料激光性能的测量设备，包括至少一个 激光光源，所述激光光源的主光轴上设有比例分光镜，所述比例分光镜的主传输光路上设 有第二激光能量探测器与可旋转的样品台形成的主测量光路或能绕样品台转动的第二激 光能量探测器与样品台形成的主测量光路；副传输光路上设有能对激光光源发射功率稳定 性监控的第一激光能量探测器；所述样品台的反射光路上设有反射镜，样品台上材料反射 的激光通过反射镜反射到第二激光能量探测器内，第一激光能量探测器和第二激光能量探 测器的输出端与数据处理器相连；数据处理器根据第一激光能量探测器探测的激光光源的 激光能量信号，调整并控制激光光源的输出功率，使激光光源的输出功率保持稳定；数据处 理器对第二激光能量探测器探测的激光能量信号处理后，存储并输出相应的材料激光反射 能量角度分布特性。所述比例分光镜与样品台间设有起偏器；样品台与反射镜间设有与起偏器相匹配 设置的检偏器；激光光源的主光轴的光束通过比例分光镜、起偏器后输入样品台上的材料 上，样品台上材料反射的激光通过检偏器、反射镜后反射到第二激光能量探测器内；数据处 理器对第二激光能量探测器探测的激光能量信号进行处理，存储并输出相应的材料激光偏振特性。在反射镜与第二激光能量探测器传输光路上设有用于检测反射激光光谱特性的 光谱仪，所述光谱仪的输出端与数据处理器相连，所述数据处理器处理光谱仪输入的光谱 特性信号，存储并输出相应的材料反射激光的光谱特性。所述数据处理器包括单片机及工控机，所述工控机通过单片机与第一激光能量探 测器和第二激光能量探测器相连。所述激光光源包括为四个平行布置的半导体泵浦激光发射器，所述激光发射器安 装于导轨上。所述激光光源输出的激光波长为532nm、650nm、980nm或1064nm。所述样品台为插 片式样品台。所述起偏器与检偏器为格兰-泰勒棱镜。所述比例分光镜的材料包括石英，比例分光镜将激光光源发出能量的5%分光后 输入到激光能量探测器内，激光能量探测器将比例分光镜分光后探测的能量输入到数据处 理器内，数据处理器根据激光能量探测器探测分光能量信号控制激光光源的输出，使激光 光源的输出功率保持稳定。所述样品台及第二激光能量探测器的旋转均通过步进电机驱动。本专利技术的优点在壳体内同时设置激光光源、比例分光镜、起偏器、检偏器、样品 台、反射镜、激光能量探测器、光谱仪及探测器电控台，能够同时测量材料激光偏振特性、材 料激光能量反射角度分布特性及材料光谱特性，集成化程度高，安装调试简单；激光光源的 激光波长可以进行选择，样品台能旋转，激光能量探测器能围绕样品台旋转，提高了材料激 光能量反射角度分布特性测量的可靠性，自动化程度高，整个装置由数据处理器及步进电 机相对应配合控制，测量精度高，提高了适用范围，安全可靠。附图说明 图l为本专利技术的结构框图。 图2为本专利技术的测量流程图。 图3为实施例l的直角坐标曲线图。 图4为实施例l的光探测反射能量分布的极坐标曲线图。 图5为实施例l的激光光源监测能量的极坐标曲线图。 图6为图4与图5的差示极坐标曲线图。 图7为实施例2的直角坐标曲线图。 图8为实施例2的光探测反射能量分布的极坐标曲线图。 图9为实施例2的激光光源监测能量的极坐标曲线图。 图lo为图8与图9的差示极坐标曲线图。 图11为实施例3的直角坐标曲线图。 图12为实施例3的光探测反射能量分布的极坐标曲线图。 图13为实施例3的激光光源监测能量的极坐标曲线图。 图14为图12与图13的差示极坐标曲线图。具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示本专利技术包括激光光源1、导轨2、比例分光镜3、起偏器4、检偏器5、样 品台6、反射镜7、第一激光能量探测器8、第二激光能量探测器9、光谱仪10、探测器电控台 11及数据处理器12。如图1所示为了能够在室内同时对材料的激光反射能量角度分布特性、光谱特 性及偏振特性进行测量，在壳体内安装有激光光源1，所述激光光源1安装于导轨2上，激光 光源1能够跟随导轨2移动，导轨2的移动通过步进电机进行控制。所述激光光源1包括 至少一个半导体泵浦激光发射器，激光光源1发射激光的波长包括532nm、650nm、980nm或 1064nm ；四个半导体泵浦激光发射器可以分别输出相应波长的激光。激光光源1的主光轴 上设有比例分光镜3，激光光源1发出的激光通过比例分光镜3后输出。当需要不同波长的 激光时，导轨2在步进电机作用下移动，使导轨2上相应激光器的主轴与比例分光镜3相对 应；所述比例分光镜3能够将激光光源1发出能量的5%传输到第一激光能量探测器8内， 由第一激光能量探测器8探测激光光源1的能量，第一激光能量探测器8将探测激光光源 1的能量信号输入到数据处理器12内，数据处理器12控制激光光源1的输出，确保激光光 源1输出功率的稳定性；比例分光镜3将激光光源1的其余能量透射到样品台6上的材料 上，所述样品台6为插片式样品台，样品台6能够进行0度 180度的旋转，样品台6的转 动通过步进电机进行控制。样品台6上的材料将比例分光镜3输出的激光通过反射镜7反 射到第二激光能量探测器9上，第二激光能量探测器9将样品台6上材料反射的激光能量 信号输入到数据处理器12内，数据处理器12对数据处理器后，能够存储并输出相应的材料 激光反射能量角度分布特性，所述材料激光反射能量角度分布特性以曲线的形式表示。第 二激光能量探测器9安装于探测器电控台11上，第二激光能量探测器9能跟随探测器电控 台11转动；第二激光能量探测器9跟随探测器电控台11能绕样品台6转动0度 180度， 从而实现了对样品台6上激光反射能量多角度多方位的测量。具体实施时，比例分光镜3 的主传输光路上通过样品台6的旋转与第二激光能量探测器9形成主测量光路或者是通过 第二激光能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于材料激光性能的测量设备，其特征是：包括至少一个激光光源（１），所述激光光源（１）的主光轴上设有比例分光镜（３），所述比例分光镜（３）的主传输光路上设有第二激光能量探测器（９）与可旋转的样品台（６）形成的主测量光路或能绕样品台（６）转动的第二激光能量探测器（９）与样品台（６）形成的主测量光路；副传输光路上设有能对激光光源（１）发射功率稳定性监控的第一激光能量探测器（８）；所述样品台（６）的反射光路上设有反射镜（７），样品台（６）上材料反射的激光通过反射镜（７）反射到第二激光能量探测器（９）内，第一激光能量探测器（８）和第二激光能量探测器（９）的输出端与数据处理器（１２）相连；数据处理器（１２）根据第一激光能量探测器（８）探测的激光光源（１）的激光能量信号，调整并控制激光光源（１）的输出功率，使激光光源（１）的输出功率保持稳定；数据处理器（１２）对第二激光能量探测器（９）探测的激光能量信号处理后，存储并输出相应的材料激光反射能量角度分布特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓军，吴坚业，蔡红星，谢卫，李昌立，王海燕，凌军，郑峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军总装备部工程兵科研一所，长春理工大学，
类型：发明
国别省市：32