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专利名称：一种宽光谱激光束散角测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种宽光谱激光束散角测量系统，属于光电测量技术领域。
背景技术：
因激光具有单色性好、方向性强、亮度高及发散角小的特点，受到研究人员的广泛关注。随着激光技术的不断发展，激光已广泛应用于生产生活和军事战争的各个领域。在各种应用中，都需要对激光光束的各项参数进行测试，其中激光束散角是激光光束一个重要参数，它不仅反映了远距离传输时的发散特性，并且能较为客观地评估激光设备的性能及激光传输质量，因此精确地测量出激光束散角是非常必要的。现有激光束散角装置所采用的测量方法主要有焦斑法、焦点刀口法、BBO晶体倍频法和打孔法等，精度低并且只能实现单个波长激光束散角的测量。

发明内容
为了实现对多个波长激光束散角的高精度测量，本发明提出一种宽光谱激光束散角测量系统。一种宽光谱激光束散角测量系统，如图I所示，该系统由被测激光器I、激光成像光学系统2、定比衰减片组件3、可见光波段激光束散角测量组件4、近红外波段激光束散角测量组件5和数据处理终端6组成；其中，激光成像光学系统2在不同波长处的焦距利用 ZEMAX计算得到；定比衰减片组件3由四组衰减倍率分别为10dB、20dB、30dB和40dB的衰减片组成，设置于激光成像光学系统2和第一分光棱镜41之间；可见光波段激光束散角测量组件4由第一分光棱镜41、第一连续衰减器42和可见光(XD相机43组成,可见光(XD相机43光谱响应范围为400nm-1000nm ;近红外波段激光束散角测量组件5由第二分光棱镜 51、第二连续衰减器52和近红外CXD相机53组成，近红外CXD相机53的光谱响应范围为 1000nm-1700nm ;数据处理终端6是安装有可见光CXD相机图像采集软件、近红外CXD相机图像采集软件和束散角测量软件的计算机。该系统工作过程如下系统工作时，调节光学调整架使被测激光器I发出的光束沿激光成像光学系统2 的光轴入射，保证激光束入射在可见光CXD相机43和近红外CXD相机53的像面中心；根据被测激光器I发出的激光的波长选择可见光波段激光束散角测量组件4或近红外波段激光束散角测量组件5工作；当选择可见光波段激光束散角测量组件4工作时，调整定比衰减片组件3和第一连续衰减器42，使入射激光强度处于可见光CCD相机43的响应范围之内，保证可见光CCD相机43能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像；当选择近红外波段激光束散角测量组件5工作时，调整定比衰减片组件3和第二连续衰减器52，使入射激光强度处于近红外CXD相机53的响应范围之内，保证近红外CXD相机53能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像。可见光CXD相机43或近红外CXD相机53将采集的激光光斑图像传输给数据处理终端6 ;数据处理终端6通过对激光光斑的二阶矩计算获得入射激光的水平方向和垂直方向的远场束散角。有益效果本发明提出一种宽光谱激光束散角测量系统。由可见光CCD相机和近红外CCD 相机得到激光光斑图像，实现了对宽光谱400nm-1700nm范围内任意波长激光束散角的测量。由系统中光学系统焦距及所选择相机的分辨率，保证了激光束散角测量精度达到
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图I是一种宽光谱激光束散角测量系统系统的结构示意图，此图也是说明书摘要附图，其中，I为被测激光器，2为激光成像光学系统，3为定比衰减片组，4为可见光波段激光束散角测量组件，5为近红外波段激光束散角测量组件，6为数据处理终端，41为第一分光棱镜，42为第一连续衰减器，43为可见光CXD相机，51为第二分光棱镜，52为第二连续衰减器，53为近红外CXD相机。
具体实施例方式一种宽光谱激光束散角测量系统，如图I所示，该系统由被测激光器I、激光成像光学系统2、定比衰减片组件3、可见光波段激光束散角测量组件4、近红外波段激光束散角测量组件5和数据处理终端6组成；其中，激光成像光学系统2在不同波长处的焦距利用 ZEMAX计算得到；定比衰减片组件3由四组衰减倍率分别为10dB、20dB、30dB和40dB的衰减片组成，设置于激光成像光学系统2和第一分光棱镜41之间；可见光波段激光束散角测量组件4由第一分光棱镜41、第一连续衰减器42和可见光(XD相机43组成,可见光(XD相机43光谱响应范围为400nm-1000nm ;近红外波段激光束散角测量组件5由第二分光棱镜 51、第二连续衰减器52和近红外CXD相机53组成，近红外CXD相机53的光谱响应范围为 1000nm-1700nm ;数据处理终端6是安装有可见光CXD相机图像采集软件、近红外CXD相机图像采集软件和束散角测量软件的计算机。该系统工作过程如下系统工作时，调节光学调整架使被测激光器I发出的光束沿激光成像光学系统2 的光轴入射，保证激光束入射在可见光CXD相机43和近红外CXD相机53的像面中心；根据被测激光器I发出的激光的波长选择可见光波段激光束散角测量组件4或近红外波段激光束散角测量组件5工作；当选择可见光波段激光束散角测量组件4工作时，调整定比衰减片组件3和第一连续衰减器42，使入射激光强度处于可见光CCD相机43的响应范围之内，保证可见光CCD相机43能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像；当选择近红外波段激光束散角测量组件5工作时，调整定比衰减片组件3和第二连续衰减器52，使入射激光强度处于近红外CXD相机53的响应范围之内，保证近红外CXD相机53能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像。可见光CXD相机43或近红外CXD相机53将采集的激光光斑图像传输给数据处理终端6 ;数据处理终端6通过对激光光斑的二阶矩计算获得入射激光的水平方向和垂直方向的远场束散角。
权利要求
1.一种宽光谱激光束散角测量系统，该系统由被测激光器(I)、激光成像光学系统(2)、定比衰减片组件(3)、可见光波段激光束散角测量组件(4)、近红外波段激光束散角测量组件(5)和数据处理终端(6)组成；其中，激光成像光学系统(2)在不同波长处的焦距利用ZEMAX计算得到；定比衰减片组件(3)由四组衰减倍率分别为10dB、20dB、30dB和40dB的衰减片组成，设置于激光成像光学系统(2)和第一分光棱镜(41)之间；可见光波段激光束散角测量组件(4)由第一分光棱镜(41)、第一连续衰减器(42)和可见光CCD相机(43)组成，可见光CXD相机(43)光谱响应范围为400nm-1000nm ;近红外波段激光束散角测量组件(5)由第二分光棱镜(51)、第二连续衰减器(52)和近红外C⑶相机(53)组成，近红外CXD 相机(53)的光谱响应范围为1000nm-1700nm ;数据处理终端(6)是安装有可见光CCD相机图像采集软件、近红外CCD相机图像采集软件和束散角测量软件的计算机；该系统工作过程如下系统工作时，调节光学调整架使被测激光器(I)发出的光束沿激光成像光学系统(2) 的光轴入射，保证激光束入射在可见光C⑶相机(43)和近红外C⑶相机(53)的像面中心； 根据被测激光器(I)发出的激光的波长选择可见光波段激光束散角测量组件(4)或近红外波段激光束散角测量组件(5)工作；当选择可见光波段激光束散角测量组件(4)工作时，调整定比衰减片组件(3)和第一连续衰减器(42)，使入射激光强度处于可见光CCD相机(43) 的响应范围之内，保证可见光CCD相机(43)能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像；当选择近红外波段激光束散角测量组件(5)工作时，调整定比衰减片组件(3)和第二连续衰减器(52)，使入射激光强度处于近红外C⑶相机(53)的响应范围之内，保证近红外C⑶相机 (53)能拍摄到没有饱和像素的激光光斑图像；可见光CCD相机(43)或近红外CCD相机(53)将采集的激光光斑图像传输给数据处理终端￠);数据处理终端(6)通过对激光光斑的二阶矩计算获得入射激光的水平方向和垂直方向的远场束散角。
全文摘要
本发明涉及一种宽光谱激光束散角测量系统，属于光电测量技术领域。该系统中可见光CCD相机和近红外CCD相机采集各自光谱响应范围内的激光光斑图像，并将采集到的图像传输到数据处理终端。数据处理终端对激光光斑图像进行计算处理，输出入射激光的水平方向和垂直方向远场束散角。可实现400nm-1700nm光谱范围内任意波长激光束散角的测量，测量范围为0.1mrad-5mrad，测量精度可达0.02mrad。
文档编号G01B11/26GK102589482SQ201110415088
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者姜会林, 杨进华, 王春艳, 王菲, 韩文波, 韩福利 申请人:长春理工大学