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积分球式激光功率计及其使用方法


技术摘要:
本发明涉及激光检测设备技术领域,公开了一种积分球式激光功率计及其使用方法,其中积分球式激光功率计包括积分球壳体、激光功率计探头以及控制盒,积分球壳体上分别开设有激光输入口和取样口,激光输入口的轴线与积分球壳体的球心偏心设置,积分球壳体的内壁面为漫反  全部
背景技术:
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,激光功率计是测量激光功率大小的仪器,是激光完成不同功能中必不可少的测 量仪表。随着我国激光技术的迅速发展,激光功率计的需求量与日俱增,特别是操作简单、 性能稳定的激光功率计。 目前广泛使用的是光电型光功率计和热释电型光功率计。光电型光功率计是利用 半导体的光电效应实现功率测量,当激光照射在光电型光功率计的探测光敏面时,其中的 PN结回路内会形成光电流,入射激光功率越大,光电流越大,通过对光电流进行测量就能得 知入射激光的功率大小。光电型光功率计的优点是响应时间较快,但是其光谱覆盖范围较 窄,而且可测功率范围也较窄,一般在低功率测量领域使用。 热释电型光功率计是利用吸光材料的热释电效应来测量激光功率的,热释电效应 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使得吸光材料两 端出现电压或电流,通过测量电势差的大小可以得知入射激光的功率。热释电型光功率计 的优点是功率可测范围大,覆盖光谱范围广,但是响应时间较长,而且在大功率测量领域, 热释电型光功率计的成本很高。 这两种激光功率计都存在各自的优缺点,在测量过程中难以满足多种激光器的测 量要求,例如要求响应时间很短的大功率测量、低成本的大功率测量等。目前国内所需的激 光功率计大多依靠进口,国外功率计普遍价格偏高,使用操作复杂。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种积分球式激光功率计及其使用方法,用以解决现有的激光 功率计成本高且响应时间长的问题。 本发明实施例提供一种积分球式激光功率计,包括积分球壳体、激光功率计探头 以及控制盒,所述积分球壳体上分别开设有激光输入口和取样口,所述激光输入口的轴线 与所述积分球壳体的球心偏心设置,所述积分球壳体的内壁面为漫反射面;所述激光功率 计探头安装于所述取样口,以接收漫反射光束;所述激光功率计探头电连接于所述控制盒 内的数据处理器,所述控制盒的表面安装有功率显示屏,所述功率显示屏电连接于所述数 据处理器。 其中,所述积分球壳体的内壁面包括第一次漫反射面和第二次漫反射面,所述第 一次漫反射面为入射激光束经所述积分球壳体的内壁面第一次漫反射后照射的漫反射面, 所述第二次漫反射面为第一次漫反射光束经所述第一次漫反射面漫反射后照射的漫反射 面;所述取样口设置于所述第二次漫反射面处,且远离所述第一次漫反射面。 3 CN 111579062 A 说 明 书 2/6 页 其中,所述积分球壳体包括积分球外壳和积分球内壳,所述积分球内壳设于所述 积分球外壳内,并且所述积分球内壳与所述积分球外壳间隔形成冷却空腔。 其中,所述冷却空腔设有冷却液进口和冷却液出口。 其中,所述积分球壳体的内壁面为粗糙面,所述粗糙面的平均线度为30~50微米。 其中,所述粗糙面上镀设有金层。 其中,所述激光输入口的轴线与所述积分球壳体的球心之间的距离为所述积分球 壳体的直径的0.1~0.2倍。 其中,所述激光功率计探头的类型包括热电堆型、光电二极管型或者热释电型。 其中,所述光电二极管型的激光功率计探头的响应时间为40毫秒。 本发明实施例还提供一种使用上述积分球式激光功率计的方法,包括: 利用标准激光功率计检测激光器的出光功率,记录为第一功率值; 将所述激光器的出光口对准积分球式激光功率计的激光输入口,所述激光器以相 同的出光功率出光,记录激光功率计探头测量的第二功率值; 拟合所述第一功率值和所述第二功率值,将得到的拟合参数预存至数据处理器 中; 将待测的激光器的出光口对准所述积分球式激光功率计的激光输入口,利用所述 待测的激光器出光,所述数据处理器基于所述拟合参数和所述激光功率计探头的实测功率 值进行比对,输出所述待测的激光器的检测功率值。 本发明实施例提供的积分球式激光功率计及其使用方法,其中积分球式激光功率 计包括积分球壳体、激光功率计探头以及控制盒,通过积分球把入射激光束均匀漫反射在 整个积分球壳体的内壁上,再用激光功率计探头在积分球壳体的壁面局部地方采集反射光 束,通过数据处理器计算出整个激光束的功率,由功率显示屏输出检测功率值。该积分球式 激光功率计既具有响应时间快,又具有测量范围宽的特点,操作简单、使用方便,而且同等 量程下对比热释电型光功率计的成本降低了八成以上。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发 明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根 据这些附图获得其他的附图。 图1是本发明实施例一种积分球式激光功率计的结构示意图。 附图标记说明: 1、积分球壳体;       11、激光输入口;       12、取样口; 13、第一次漫反射面;  14、第二次漫反射面;   15、漫反射面; 2、激光功率计探头;   21、电信号线;         3、控制盒; 4、入射激光束;       5、第一次漫反射光束;  6、第二次漫反射光束; 7、积分球外壳;       8、积分球内壳;        91、冷却液进口; 92、冷却液出口;      10、激光器。 4 CN 111579062 A 说 明 书 3/6 页
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