【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及高功率激光功率計，具體涉及一種高功率激光功率計的標定方法和設備。
技術介紹
1、激光加工具有遠距離操作、快速和局部傳熱、降低加工成本和減少材料浪費等優點，具體的應用有激光切割和焊接、激光清洗，激光熔覆等等。在這些應用中，激光功率，或者激光功率密度，決定了能量傳遞到材料中的速率，是一個重要的加工指標。激光功率計讀數的準確性對于激光系統制造商和激光工程師來說非常重要：高功率激光器一方面可以縮短激光加工時間，促進生產效率，另一方面由于功率高，對功率測量的比較小的相對誤差，卻能產生比較大的絕對值誤差，對材料和加工過程的影響很大。所以，對高功率測量需要準確，才能保證生產控制以及故障分析等順利進行。
2、參考專利cn104505701a，公開的一種高功率激光器設置功率標定方法，該
屬于針對激光器的功率設置，默認激光功率計測量的數據為準確值，所以并沒有對激光功率計測量的結果進行標定。
3、參考專利cn113566954a，公開的一種高功率激光功率計標定方法及標定裝置，該技術用到三臺500w偏振激光器以實現對千瓦級激光功率計的標定。
4、在包括上述兩個專利的現有技術中，專利cn113566954a的不足之處在于需要同時協調使用三臺激光器，使得系統比較龐大而且操作復雜，設備成本也比較高。而如果只用一臺激光器，由于在千瓦級的光纖激光器都是非保偏激光器，激光偏振態會隨機變動。而如果用偏振片來解決偏振態的不穩定問題，則在測量中會造成很大的能量波動以及損失，所以一臺千瓦級激光器并不能直接用于激光功率
5、針對如上所述的針對千瓦級功率計標定的難題，即在保證標定精度的同時降低成本、簡化測量復雜度和減小系統體積，本專利技術提出了一種用普通工業光纖激光器實現儀器級針對千瓦激光功率計標定的方法和裝置。普通光纖是指非保偏激光器以及非單模激光器。其特點是偏振態不確定，并且隨時間變化。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種高功率激光功率計的標定方法和設備，基于普通工業光纖激光器實現儀器級針對千瓦激光功率計標定，從而在解決對千瓦級功率計標定的難題外，保證標定精度的同時降低成本、簡化測量復雜度和減小系統體積。
2、而上述所指普通工業光纖激光器是指非保偏激光器以及非單模激光器。
3、技術方案
4、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
5、一種高功率激光功率計的標定方法和設備，包括以下步驟：
6、s01、激光器輸出的發散的激光經過準直鏡成為準直激光；
7、s02、所述準直激光直射第一取樣器的y-z法平面上和第二取樣器的x-z法平面上的被分成了三束激光，其中：
8、s21、第一束激光由y-z法平面反射、并被第一低功率計檢測端接收；
9、s22、第二束激光由x-z法平面反射、并被第二低功率計檢測端接收
10、s23、第三束激光依次透過第一取樣器和第二取樣器；
11、s03、所述第三束激光由擴束鏡頭傳遞，并被裝配在電動平移臺上的第一功率計和第二功率計依次檢測。
12、作為優選的，在執行所述步驟s03中第一功率計和第二功率計切換過程中，會啟動電動上下升降臺驅使折光反射鏡對所述準直激光進行擋光，以使準直激光折射至激光收集器的接收端。
13、作為優選的，所述步驟s21中取樣光束是采集布置于第一取樣器和第二取樣器后方承接通過的光束用的擴束鏡頭，所述擴束鏡頭的變倍為1-4x。
14、作為優選的，所述步驟s21和所述步驟s22中的第一低功率計和第二低功率計檢測端接收，會被加在一起，則總取樣值為：
15、wref(t)＝wref1(t)+wref2(t)，
16、其中，wref1(t)為第一低功率計采集數據，wref2(t)為第二低功率計采集數據。
17、作為優選的，所述激光器的激光功率的范圍在100w到1000w之間。
18、作為優選的，所述步驟s01中的所述準直激光的光斑大小為16mm。
19、作為優選的，所述步驟s03中第一功率計和第二功率計依次檢測光由擴束鏡頭傳遞三束激光的步驟包括：
20、s31、在某一個時刻t1，第一功率計對所述三束激光檢測時，分別得到wstd(t1)和wref(t1)；
21、s32、所述第二功率計對所述三束激光檢測時，分別得到wdut(t2)和wref(t2)，則第二功率計的校準因子c在功率為wdut時可以表示為：
22、
23、s33、通過一系列不同功率的測量值以及曲線擬合，可以得到校準因子c與所述第二功率計測量到的功率關系函數：
24、
25、其中，wstd為第一功率計采樣數據，wdut為第二功率計采樣數據，而w標定為到達第二功率計的經過標定后的激光功率數值。
26、一種高功率激光功率計的標定設備，用于實現上述技術中所述的高功率激光功率計的標定方法，還包括沿激光器輸出端軸心方向依次布置的準直鏡、取樣器封裝和擴束鏡頭，其中：
27、所述激光器輸出頭固定安裝的qbh被鏡座接口固定到準直鏡上；
28、位于準直鏡和取樣器封裝之間布置有被電動上下升降臺驅動沿豎向移動的折光反射鏡，所述折光反射鏡位于準直鏡和取樣器封裝之間時候，激光被反射至激光收集器。
29、作為優選的，沿所述激光器輸出端方向所述取樣器封裝內依次設置有第一取樣器和第二取樣器；
30、所述第一取樣器的法平面在y-z平面上，而第二取樣器的法平面在x-z平面上；
31、還包括第一低功率計和第二低功率計，所述第一低功率計采樣端接收所述第一取樣器反射光，所述第二低功率計采樣端接收所述第二取樣器折反射光。
32、作為優選的，所述第一取樣器和所述第二取樣器的第一個面為沒有鍍膜的裸面，而第二面則有鍍增透膜。
33、有益效果
34、在上述技術方案中，本專利技術提供的一種高功率激光功率計的標定方法和設備，具備以下有益效果：可完全消除了由于激光偏振不穩定帶來的取樣誤差，使得整個系統的精度，僅僅取決于ref與std的校準精度。使用一臺工業用激光器即可完成校準，大大降低了裝置的成本，并且使得整個系統緊湊，而且操作較為簡單。
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1.一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，在執行所述步驟S03中第一功率計(12)和第二功率計(13)切換過程中，會啟動電動上下升降臺(16)驅使折光反射鏡(14)對所述準直激光進行擋光，以使準直激光折射至激光收集器(5)的接收端。
3.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟S21中取樣光束是采集布置于第一取樣器(8)和第二取樣器(9)后方承接通過的光束用的擴束鏡頭(11)，所述擴束鏡頭(11)的變倍為1-4X。
4.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟S21和所述步驟S22中的第一低功率計(6)和第二低功率計(7)檢測端接收，會被加在一起，則總取樣值為：
5.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述激光器(1)的激光功率的范圍在100W到1000W之間。
6.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟S0
7.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟S03中第一功率計(12)和第二功率計(13)依次檢測光由擴束鏡頭(11)傳遞三束激光的步驟包括：
8.一種高功率激光功率計的標定設備，其特征在于，用于實現上述權利要求1-7任一項所述的高功率激光功率計的標定方法，還包括沿激光器(1)輸出端軸心方向依次布置的準直鏡(3)、取樣器封裝(10)和擴束鏡頭(11)，其中：
9.根據權利要求8所述的一種高功率激光功率計的標定設備，其特征在于，沿所述激光器(1)輸出端方向所述取樣器封裝(10)內依次設置有第一取樣器(8)和第二取樣器(9)；
10.根據權利要求9所述的一種高功率激光功率計的標定設備，其特征在于，所述第一取樣器(8)和所述第二取樣器(9)的第一個面為沒有鍍膜的裸面，而第二面則有鍍增透膜。
...【技術特征摘要】
1.一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，在執行所述步驟s03中第一功率計(12)和第二功率計(13)切換過程中，會啟動電動上下升降臺(16)驅使折光反射鏡(14)對所述準直激光進行擋光，以使準直激光折射至激光收集器(5)的接收端。
3.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟s21中取樣光束是采集布置于第一取樣器(8)和第二取樣器(9)后方承接通過的光束用的擴束鏡頭(11)，所述擴束鏡頭(11)的變倍為1-4x。
4.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述步驟s21和所述步驟s22中的第一低功率計(6)和第二低功率計(7)檢測端接收，會被加在一起，則總取樣值為：
5.根據權利要求1所述的一種高功率激光功率計的標定方法，其特征在于，所述激光器(1)的激光功率的范圍在100w到1000w之間。
【專利技術屬性】
技術研發人員：曲英麗，張金興，朱敏，王國力，吳玉堂，
申請(專利權)人：南京波長光電科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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