本發(fā)明涉及激光功率檢測技術，可以實現(xiàn)高重復頻率，短脈沖激光功率的實時探測，具體而言涉及一種高速激光功率測量儀。

背景技術：

時至今日，激光技術的應用業(yè)已滲透到我們生活的方方面面。如以大功率激光器為背景發(fā)展而來的激光加工技術已經(jīng)在工業(yè)制造中扮演著極為重要的角色。與此同時，以脈沖激光為基礎的激光技術在科研領域的應用更是涉及到非常廣泛領域，如材料領域中發(fā)光材料的光譜表征，分析領域中激光電離質(zhì)譜技術等與現(xiàn)代分析手段的結合更是讓激光器的特點大放異彩。如此重要而廣泛的應用使得對于激光技術本身的一些參數(shù)，比如功率等的準確測量顯現(xiàn)的極為重要。

目前，可以用于激光功率測量的儀器，按照各自測量原理的不同，可以分為兩類，即熱敏型功率探頭和光電型功率探頭。其中，熱敏型功率探頭可以鍍膜，使其在非常寬的波長范圍內(nèi)均可以有相對平穩(wěn)的光譜相應，適合于測量寬帶的激光功率。但是，該種測量手段無法實時的表征諸如脈沖激光的不同脈沖之間的能量的抖動的問題。另外一種則是光電型功率測量儀，它的特征便是利用光電二極管作為激光能量傳感器，具有響應速度快、分辨率高等優(yōu)點，但是這種光電型功率測量儀對波長有非常敏感的響應效應，常常被用來設計成為單色光源或者近單色光源的功率測量。

如上所述，上述兩種激光功率測量儀可以說在它們各自測量過程中的響應時間、適用的波長測量范圍以及適用的測量能量范圍及相應的分辨率等方面的比較來看，均有各自的優(yōu)缺點，針對不同的激光器需要視具體情況來進行選擇。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于以上的事實而做出的，其目的在于提供一種高速激光測量儀。

一種高速激光功率測量儀，包括衰減片、光電探測器，高速放大濾波電路，高速數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元。

(a)衰減片用于對入射激光進行衰減；

(b)光電探測器實現(xiàn)對弱光信號的光電轉換；

(c)濾波放大電路用于對上級光電探測器產(chǎn)生的電信號進行濾波并且進行放大；

(d)數(shù)據(jù)采集單元對高速濾波放大電路(3)處理后的電信號進行數(shù)據(jù)采集；；

(e)數(shù)據(jù)分析單元對采集的數(shù)據(jù)進行轉換分析，得到最終的激光功率參數(shù)。

進一步地衰減片為針對波長范圍210nm至2100nm的激光的不同波長衰減效率已知的衰減片，衰減系數(shù)為0.5至10-7。

進一步地光電探測器為快響應光電二極管，上升沿與下降沿的時間尺度為1納秒至1毫秒，且其對不同波長的響應效率已知。

進一步地光電探測器始終處于冷卻狀態(tài)，以保持該探測器工作在恒定的溫度。

進一步地，高速濾波放大電路用于對光電探測器產(chǎn)生的高速電信號進行濾波并且進行已知比例的放大，放大倍數(shù)為2至106倍；

進一步地，高速數(shù)據(jù)采集單元的采集頻率為10至108赫茲，帶寬為20兆赫茲至5吉赫茲。

進一步地，數(shù)據(jù)分析單元在引入激光衰減系數(shù)及效率、光電二極管不同波長探測效率以及后續(xù)的濾波放大系數(shù)之后直接實時的將原始的激光功率以數(shù)字的形式進行實時顯示。

進一步地，待測激光經(jīng)過衰減片衰減后再經(jīng)過聚焦透鏡后進入光電探測器。

附圖說明

圖1本發(fā)明實施例一提供的高速激光功率測量儀的結構示意圖；

圖2本發(fā)明實施例二提供的高速激光功率測量儀的結構示意圖。

其中，1-衰減片；2-光電探測器；3-高速濾波放大電路；4-高速數(shù)據(jù)采集單元；5-數(shù)據(jù)分析單元；6-聚焦透鏡。

附圖中的側視圖為示意性的且未按照比例繪制。不過不同的附圖中相同或相似的部件均在附圖中給出相同的標記。

具體實施方式

下面將通過一些具體的實施例來說明本發(fā)明所體現(xiàn)出來的屬性和優(yōu)點。本發(fā)明是按照如下方式設計的高速激光功率測量儀，如圖1所示的第一種實施例。 具體到本實施例，該高速激光功率測量儀，包括衰減片1(衰減系數(shù)在532納米處為0.01％)、光電探測器2(Si基面陣探測器，相應時間15納秒，面積100平方毫米)，高速濾波放大電路3(帶寬300MHz)，高速數(shù)據(jù)采集單元4(帶寬500MHz)和數(shù)據(jù)分析單元5(集成衰減片的波長依賴的衰減因子，Si基面陣探測器的探測效率以及高速濾波放大電路的放大倍數(shù))。所述的高速激光功率測量儀被用來測量重復頻率為1千赫茲中心波長在532納米，脈沖寬度為30納秒的半導體激光器的實時功率?？梢苑浅Ｇ逦谋碚鞒銎洳煌}沖的能量抖動，并且結合數(shù)據(jù)分析單元5可以準確的得到激光器的實時功率。

接下來介紹第二種實施例，如圖2所示。該高速激光功率測量儀，包括衰減片1(衰減系數(shù)在1064納米處為0.001％)、光電探測器2(Si基面陣探測器，相應時間10納秒，面積1平方毫米)，高速濾波放大電路3(帶寬300MHz)，高速數(shù)據(jù)采集單元4(帶寬500MHz)和數(shù)據(jù)分析單元5(集成衰減片的波長依賴的衰減因子，Si基面陣探測器的探測效率，高速濾波放大電路的放大倍數(shù)以及聚焦透鏡的投射效率)，聚焦透鏡6(熔融石英材質(zhì)，焦距50毫米)。所述的高速激光功率測量儀被用來測量重復頻率為20千赫茲中心波長在1064納米，脈沖寬度為20納秒的半導體激光器的實時功率。可以非常清晰的表征出其不同脈沖的能量抖動，并且結合數(shù)據(jù)分析單元5可以準確的得到激光器的實時脈沖能量。

本領域技術人員將理解上面的實施例純粹是以示例的方式給出的，并且一些改變是可能的。