一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统技术方案

本发明专利技术提供一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统，包括激光光源、数字微镜器件、数字微镜器件控制模块、平凸透镜、光电探测器、信号采集装置及计算机。激光光斑投射到数字微镜器件的微镜阵列上，经微镜阵列反射，通过所述平凸透镜会聚后被所述光电探测器的探测面完全接收，光电探测器将光信号转换为电信号被信号采集卡采集并输入计算机。数字微镜器件控制模块控制数字微镜器件上的反射镜阵列，使入射到被选定微镜的光反射到平凸透镜，进而会聚到光电探测器的探测面上，通过遍历微镜阵列实现激光光强分布的测量。本发明专利技术的效果是系统结构简单，可靠性高，成本低，可用于激光光强分布的精确测量，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光光强分布测量系统，具体涉及一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统。
技术介绍
激光光强分布测量广泛存在于工业应用领域。例如，激光光强分布控制技术可以有效提高激光的光束质量，改善激光的传播特性，专利“一种激光光强分布的控制装置及方法”(申请号:201210035781.9)专利技术了一种激光光强分布的控制装置及方法，实现了对任意激光光强分布的实时控制。为了检验激光光强分布控制效果，评价激光光束质量，需要测量激光光强分布。尽管采用电荷耦合元件测量光强分布的精度高，但其只适合测量低功率光束光斑的强度，因此存在明显的局限性。刀口法通过移动固定在光学平移台上的刀片，使其沿与光束传播垂直方向切割光束，被广泛用于测量高斯光束光强的分布。然而，为调节透过刀片边缘的激光功率，需要慢慢移动光学平移台，调节速度较慢，且存在一定的机械误差。专利“快速测量激光光束光强分布的简易装置”(申请号:201110452954.2)专利技术了一种快速测量激光光束光强分布的简易装置，利用线圈带动黑色遮光板快速切割激光光束，未被遮挡的光束通过透镜会聚到光电探测器中并转换为电信号，该专利技术解决了激光光束光强测量技术无法快速对激光光束横向光强分布进行测量。然而，所述黑色遮光板仅能在与光束传播垂直方向切割光束，不能反映与光束传播平行方向的光强分布信息，限制了光强分布测量的灵活性。数字微镜装置利用数字电压信号控制微镜片执行机械运动来实现光开关功能。所述数字微镜装置上有数十万个微小的正方形微镜，在数字微镜装置控制模块的控制作用下，每一个微镜可以转动两个方向，每次转动所需时间为微秒量级。当激光光束入射到所述数字微镜器件的微镜阵列上时，通过控制微镜的转动方向，可使被选定的反射镜面上的入射光反射到一个方向，未被 选定的反射镜面上的入射光反射到另一个方向。若使光电探测器每次只探测选定反射镜面上的光，通过遍历微镜阵列可以实现激光光强分布的精确测量。
技术实现思路
为增强激光光强分布测量的灵活性，并进一步提高激光光强分布测量的速度和测量精度，本专利技术提供一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统。本专利技术所采用的技术方案如下:—种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统，其特征在于，所述采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统包括激光光源、数字微镜器件、数字微镜器件控制模块、平凸透镜、光电探测器、信号采集装置及计算机。所述激光光源用于产生激光光束；所述数字微镜器件的微镜阵列有mXn个正方型的微镜，在所述数字微镜器件控制模块的控制作用下，每个微镜可以转动两个方向，方向A和方向B ;所述激光光束入射到所述数字微镜器件的微镜阵列上，所述数字微镜器件的法向与所述激光光束的轴线的夹角为Θ ;利用所述数字微镜器件控制模块控制数字微镜器件的所有微镜转动到所述方向A，入射光经所述数字微镜器件的微镜阵列反射，通过所述平凸透镜会聚后被所述光电探测器的探测面完全接收；所述光电探测器将光信号转换为电信号，被所述信号采集装置采集并输入所述计算机。通过数字微镜器件控制模块控制所述数字微镜器件的微镜阵列，使部分被选定的微镜保留在所述方向A，其余未被选定的微镜转动到所述方向B，则入射到被选定的微镜上的激光反射到平凸透镜上，并会聚到所述光电探测器的探测面上，入射到未被选定的微镜上的激光反射不到平凸透镜上，不能被所述光电探测器的探测面接收。通过遍历微镜阵列，实现了激光光强分布的精确测量。对于激光光斑面积大于微镜阵列面积的情况，可以将微镜阵列安装在光学位移平台上，通过调节光学位移平台，对激光光斑进行扫描，得到激光光斑不同区域的激光光强分布图像，再通过图像拼接的方法重建整个激光光斑的光强分布。本专利技术的效果:本专利技术的采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统，利用数字微镜器件实现了采用单一光电探测器的激光光强分布的精确测量，提高了激光光强分布测量的精度和灵活性，极大地降低了系统的复杂性和成本，系统可靠性高，稳定性好。附图说明图1是采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统。图2是数字微镜器件的正方型微镜阵列示意图。图3是微镜间距示意图。图4是微镜倾斜角示意图。图5是采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统测量的激光光强分布图。图6是采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统测量的激光光强分布等闻线图。图1中:1_激光光源；2_数字微镜器件；3_数字微镜器件控制模块；4_平凸透镜；5-光电探测器；6_信号采集装置；7_计算机。图4中:1-旋转到方向A的微镜；2_旋转到方向B的微镜。具体实施例方式在本实施例中，以准直的平行激光光束为例，所述平行激光光束光斑的面积小于微镜阵列的面积，利用采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统测量所述激光光束的光强分布。下面结合附图对本专利技术作进一步的说明:本专利技术的采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统如图1所示，系统包括激光光源、数字微镜器件、数字微镜器件控制模块、平凸透镜、光电探测器、信号采集装置及计算机。在本实施例中，所述激光光源产生的激光光束为准直的平行激光光束，激光的波长为635nm。数字微镜器件的型号为DLP7000，所述数字微镜器件有768 X 1024个正方型的铝微镜构成的微镜阵列，记为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统，其特征在于，所述采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统包括激光光源、数字微镜器件、数字微镜器件控制模块、平凸透镜、光电探测器、信号采集装置及计算机；所述激光光源产生的激光光束入射到所述数字微镜器件的微镜阵列上；入射光经所述数字微镜器件的微镜阵列反射，通过所述平凸透镜会聚后被所述光电探测器的探测面完全接收；所述光电探测器将光信号转换为电信号，被所述信号采集装置采集并输入所述计算机；所述数字微镜器件控制模块控制数字微镜器件上的反射镜阵列，使入射到被选定微镜的光反射到平凸透镜，进而会聚到光电探测器的探测面上，通过遍历微镜阵列实现激光光强分布的精确测量。

【技术特征摘要】
1.一种采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统，其特征在于，所述采用单一光电探测器的激光光强分布精确测量系统包括激光光源、数字微镜器件、数字微镜器件控制模块、平凸透镜、光电探测器、信号采集装置及计算机；所述激光光源产生的激光光束入射到所述数字微镜器件的微镜阵列上；入射光经所述数字微镜器件的微镜阵列反...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹章，徐立军，刘畅，辛蕾，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：