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CO2激光器输出光轴实时直接监测方法

阅读：1043发布：2020-10-11

IPRDB可以提供CO2激光器输出光轴实时直接监测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且CO2激光器输出光轴实时直接监测方法，属于光学机械领域，解决了现有方法结构连接复杂、装调难度大、无法有效监测CO2激光器输出光轴的问题。该方法为将CO2激光器输出窗口镜的CO2激光器激光输出区镀增透膜，可见光反射区镀反射膜；CO2激光入射至二维镜上并由其反射，激光自准直仪的激光入射至二维镜上并由其反射至可见光反射区，反射后的激光自准直仪激光按原路返回激光自准直仪；调整激光自准直仪使激光自准直仪的激光与反射后的激光重合；计算机通过激光自准直仪监测到的CO2激光器输出光轴的变化量控制二维镜移动，修正输出光轴方向。本发明不需装调小反射镜固定装置，省略光轴基准过渡，降低了装调难度和误差，监测精度高。，下面是CO2激光器输出光轴实时直接监测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.CO2激光器输出光轴实时直接监测方法，其特征在于，该方法的条件和步骤如下：步骤一、将CO2激光器输出窗口镜的外表面分区镀膜，CO2激光器激光输出区镀增透膜，可见光反射区镀反射膜；

步骤二、CO2激光器发出的CO2激光入射至二维镜上并由二维镜反射出去，激光自准直仪的激光入射至二维镜上并由二维镜反射至CO2激光器输出窗口镜的可见光反射区，经可见光反射区反射后的激光自准直仪的激光再次按照原路返回至激光自准直仪内；

步骤三、调整激光自准直仪使激光自准直仪的激光与反射后的激光自准直仪的激光重合即自准；

步骤四、计算机通过激光自准直仪监测到的CO2激光器输出光轴的变化量控制二维镜移动，对CO2激光器输出光轴方向进行修正；

所述CO2激光器激光输出区的面积满足CO2激光器输出窗口镜的通光口径要求，所述可见光反射区的面积满足激光自准直仪的自准要求。

说明书全文

CO2激光器输出光轴实时直接监测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光学机械技术领域，具体涉及一种CO2激光器输出光轴实时直接监测方法。

背景技术

[0002] 在高能激光技术中，CO2激光器和光束发射系统分别位于两个平台上，当两个平台产生相对运动时，要监测CO2激光器输出光轴的变化，并进行相应的修正，由于波长为10.6um的高功率CO2激光为不可见光，功率密度大，不便于直接对其输出光轴进行监测，因此，必须另外建立可见光作为基准光束。

[0003] 目前，现有监测CO2激光器输出光轴变化的方法如图1所示，在CO2激光器输出窗口镜2的固定基座3上，安装有由过渡座4、小反射镜座5和小反射镜6组成的小反射镜固定装置，过渡座4通过螺钉安装在固定基座3上，小反射镜座5通过螺钉安装在过渡座4上，小反射镜6通过螺钉安装在小反射镜座5上；首先进行光轴基准过渡，采用平行光管等工具检测并调整该小反射镜6，使小反射镜6的法线方向与CO2激光器输出窗口镜2的外表面21的法线方向平行；然后利用激光自准直仪1监测小反射镜6的法线方向，用小反射镜6法线方向的变化来代表CO2激光器输出光轴的变化。该方法存在以下问题：小反射镜固定装置机械结构连接复杂，装调难度大，因此，在进行光轴基准过渡的过程中，小反射镜6的法线与CO2激光器输出光轴之间的平行精度较低、稳定性相对较差，因此，该方法不能真实有效监测到CO2激光器输出光轴的变化，也就不能有效的对CO2激光器输出光轴进行实时直接监测并修正。

发明内容

[0004] 为了解决现有监测CO2激光器输出光轴变化的方法存在的结构连接复杂、装调难度大、无法真实有效监测到CO2激光器输出光轴的变化的问题，本发明提供一种CO2激光器输出光轴实时直接监测方法。

[0005] 本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

[0006] CO2激光器输出光轴实时直接监测方法，该方法的条件和步骤如下：

[0007] 步骤一、将CO2激光器输出窗口镜的外表面分区镀膜，CO2激光器激光输出区镀增透膜，可见光反射区镀反射膜；

[0008] 步骤二、CO2激光器发出的CO2激光入射至二维镜上并由二维镜反射出去，激光自准直仪的激光入射至二维镜上并由二维镜反射至CO2激光器输出窗口镜的可见光反射区，经可见光反射区反射后的激光自准直仪的激光再次按照原路返回至激光自准直仪内；

[0009] 步骤三、调整激光自准直仪使激光自准直仪的激光与反射后的激光自准直仪的激光重合即自准；

[0010] 步骤四、计算机通过激光自准直仪监测到的CO2激光器输出光轴的变化量控制二维镜移动，对CO2激光器输出光轴方向进行修正。

[0011] 所述CO2激光器激光输出区的面积满足CO2激光器输出窗口镜的通光口径要求，所述可见光反射区的面积满足激光自准直仪的自准要求。

[0012] 本发明的有益效果是：本发明的CO2激光器输出光轴实时直接监测方法中，由于高功率CO2激光是不可见光，激光自准直仪的激光是可见光，而两者是相互平行的，因此对CO2激光器输出窗口镜的外表面分区域镀上使高功率CO2激光高透过率的增透膜和反射激光自准直仪的激光的反射膜，激光自准直仪的激光被可见光反射区反射后并通过二维镜按照原路返回再次进入到激光自准直仪内，激光自准直仪测出CO2激光输出窗口镜的变化则真实反应了反射后的CO2激光光轴的变化，因此，本发明的方法能更加真实有效的监测到CO2激光器输出光轴的变化；本发明通过采用激光自准直仪直接监测CO2激光器输出窗口镜，结构上与现有方法相比相对要简单的多，不需要装调小反射镜固定装置，即不需要进行光轴基准过渡，省去了装调所带来的误差和难度，虽然结构上作了简化，但是能达到同等条件下高监测精度的目的，具有应用推广价值。

附图说明

[0013] 图1为利用现有方法监测CO2激光器输出光轴所涉及到的装置的结构示意图；

[0014] 图2为利用本发明的方法监测CO2激光器输出光轴所涉及到的装置的结构示意图；

[0015] 图3为本发明中的CO2激光器输出窗口镜的主视图；

[0016] 图4为图3中的CO2激光器输出窗口镜的左视图。

[0017] 图中：1、激光自准直仪，2、CO2激光器输出窗口镜，21、外表面，22、内表面，23、CO2激光器激光输出区，24、可见光反射区，3、固定基座，4、过渡座，5、小反射镜座，6、小反射镜，7、计算机，8、二维镜。

具体实施方式

[0018] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0019] 如图2所示，本发明的CO2激光器输出光轴实时直接监测方法中，所涉及到的仪器和装置包括：激光自准直仪1，选择型号为AUTOMATULTRA的双轴光电自准直仪；CO2激光器上的CO2激光器输出窗口镜2固定在固定基座3上，是一块平面镜，如图3所示，CO2激光器输出窗口镜2包括外表面21和内表面22，如图4所示，CO2激光器输出窗口镜2的外表面21被划分为两个区域，即用于输出高功率CO2激光的CO2激光器激光输出区23和用于反射激光自准直仪1的激光的可见光反射区24，因此，CO2激光器激光输出区23镀有增透膜，而可见光反射区24镀有反射膜，CO2激光器激光输出区23的面积满足CO2激光器输出窗口镜的通光口径要求，可见光反射区24的面积满足激光自准直仪1的自准要求；计算机7分别与激光自准直仪1和二维镜8相连，计算机7通过对激光自准直仪1监测到的CO2激光器输出光轴的变化情况即变化量发出控制信号控制二维镜8移动，对CO2激光器输出光轴的偏移方向进行修正。

[0020] 本发明的CO2激光器输出光轴实时直接监测方法的具体过程如下：

[0021] 步骤一、如图4所示，将CO2激光器输出窗口镜2的外表面21分成两个区域镀膜，用于输出高功率CO2激光的CO2激光器激光输出区23镀有增透膜，用于反射激光自准直仪1的激光的可见光反射区24镀有反射膜，CO2激光器激光输出区23的面积满足CO2激光器输出窗口镜的通光口径要求，可见光反射区24的面积满足激光自准直仪1的自准要求；

[0022] 步骤二、CO2激光器发出的CO2激光入射至二维镜上并由二维镜反射出去，激光自准直仪的激光入射至二维镜上并由二维镜反射至CO2激光器输出窗口镜的可见光反射区，经可见光反射区反射后的激光自准直仪的激光再次按照原路返回至激光自准直仪内；

[0023] 步骤三、将激光自准直仪1的激光对准可见光反射区24，可见光反射区24对激光自准直仪1的激光进行反射，在对准过程中，调整激光自准直仪1使激光自准直仪1的激光和反射后的激光自准直仪1的激光重合，即自准，如图2所示，实线按照箭头方向分为激光自准直仪1的激光和反射后的激光自准直仪1的激光，是可见光，虚线为CO2激光器发出的高功率CO2激光，是不可见光，由于CO2激光器输出窗口镜2是一块平面镜，因此，激光自准直仪1的激光与高功率CO2激光是平行的，而激光自准直仪1的激光与反射后的激光自准直仪1的激光是重合的，所以高功率CO2激光与反射后的激光自准直仪1的激光也是平行的，由于高功率CO2激光是不可见光，人眼无法看到，因此直接监测反射后的激光自准直仪1的激光与激光自准直仪1的激光是否重合，来代替高功率CO2激光是否变化；

[0024] 步骤四、当激光自准直仪1中形成的光斑移动时，说明CO2激光器输出光轴发生了变化，此时，计算机7与激光自准直仪1相连，计算机7通过激光自准直仪1监测到的CO2激光器输出光轴的变化量来控制二维镜8进行调整，即完成对CO2激光器输出光轴方向的修正。

[0025] 由于CO2激光器的光学谐振腔为平凹腔，即由一块凹面镜和一块平面镜（CO2激光器输出窗口镜2）组成，CO2激光器通过CO2激光器输出窗口镜2输出的高功率CO2激光的变化真实代表CO2激光器输出光轴的变化，因此，利用其可见光反射区24反射激光自准直仪1的激光，直接对CO2激光器输出光轴进行监测。

标题	发布/更新时间	阅读量
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