[发明专利]高能激光光强分布测量方法及装置

说明书

本发明提供一种高能激光光强分布测量方法及装置，涉及激光光强测量技术领域，其中装置包括：光束取样元件、取样材料、取样材料控制平台、损伤斑监测系统及数据处理终端；光束取样元件，用于对待测高能激光进行固定直径的单束取样，得到入射激光；取样材料控制平台，与取样材料连接，用于调整入射激光入射到取样材料表面的入射角度，及调整入射激光作用在取样材料表面的位置；损伤斑监测系统，用于监测取样材料表面的激光损伤斑半径；数据处理终端基于取样材料的损伤阈值先验数据和激光损伤斑半径确定待测高能激光光强分布。本发明实现了不使用光束衰减元件对高能激光光强及光强分布进行直接测量，结果直观，操作简单。

技术领域

本发明涉及激光光强测量技术领域，尤其涉及一种高能激光光强分布测量方法及装置。

背景技术

激光光强是指在激光传输的某一横截面上激光光强的径向分布。激光束的光强分布对于激光器的优化设计、光束的传输评估及控制、光斑直径、发散角及光束质量因子等固有参数的测量是不可或缺的。因此，对激光光强及其分布的测量具有重要的意义。相比起低能量/功率激光束，高能激光束因为具有较高的平均功率/能量或峰值功率能量，容易对测量器件造成永久损伤，因此对高能激光光强及分布的测量难度较大。

目前高能激光光强及分布的测量方法为使用刀口法对激光束逐点扫描进行直接测量，通过反演计算得出入射激光的激光强度及分布情况，或通过间接测量方法实现对高能激光光强的测量。

现有的直接测量方法需要机械扫描装置对整个激光光束进行逐点扫描，调节和重构的时间相对较长，且存在不可避免的机械误差，其他间接测量法的结构复杂且结果不够直观。因此，如何在确保测量结果精度的前提下，提升高能激光光强及分布结果的直观性，扩展应用场景是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明提供一种高能激光光强分布测量方法及装置，用以解决现有技术中对高能激光光强分布测量误差较大，结果不够直观的缺陷，实现在确保测量结果精度的前提下，提升高能激光光强及分布结果的直观性，扩展应用场景。

本发明提供一种高能激光光强分布测量装置，包括光束取样元件、取样材料、取样材料控制平台、损伤斑监测系统及数据处理终端；其中：

所述光束取样元件，用于对待测高能激光进行固定直径的单束取样，得到入射激光；

所述取样材料控制平台，与所述取样材料连接，用于调整所述入射激光入射到所述取样材料表面的入射角度，及调整所述入射激光作用在所述取样材料表面的位置；

所述损伤斑监测系统，用于监测所述取样材料表面的激光损伤斑半径；

所述数据处理终端，与所述损伤斑监测系统连接，用于基于所述取样材料的损伤阈值先验数据和所述激光损伤斑半径确定所述待测高能激光光强分布；其中，不同所述激光损伤斑半径对应不同的所述入射角度。

根据本发明提供的一种高能激光光强分布测量装置，所述取样材料包括以下至少一项：金属片；玻璃；半导体材料。

根据本发明提供的一种高能激光光强分布测量装置，所述取样材料控制平台包括：旋转台和平移台；其中，旋转台，用于调整所述入射激光入射到所述取样材料表面的入射角度；平移台，用于调整所述入射激光作用在所述取样材料表面的位置。

本发明还提供一种基于上述的高能激光光强分布测量装置的高能激光光强分布测量方法，包括：

对待测高能激光进行固定直径的单束取样，得到入射激光；

以第一预设角度入射所述入射激光到所述取样材料表面；

调整所述入射激光入射到所述取样材料表面的入射角度，及所述入射激光作用在所述取样材料表面的位置；

获取不同所述入射角度时所述取样材料表面的所述激光损伤斑半径；