一種功率穩(wěn)定激光輸出裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功率穩(wěn)定激光輸出裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)檢測是指利用光和樣品的相互作用，對樣品各種參數(shù)進(jìn)行檢測的方法，它具 有非接觸式、無損、快速等優(yōu)點，在各個領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。為了增強信號光強度，提高檢測 靈敏度，高功率激光器被廣泛應(yīng)用于光學(xué)檢測設(shè)備中。然而隨著持續(xù)運行時間的增加，激光 器的出光功率將逐漸下降，引起信號功率下降，影響了儀器的穩(wěn)定性。
[0003] 針對激光器穩(wěn)定性不足的問題，一方面，儀器研制者盡量構(gòu)造穩(wěn)定性能較好的激 光器，然而激光器的主要性能參數(shù)包括許多指標(biāo)，穩(wěn)定性能的優(yōu)化往往伴隨著其它指標(biāo)的 下降，因此無法通過激光器性能優(yōu)化完全解決此問題。另一方面，儀器研制者對長時間使用 情況加入校正步驟，根據(jù)所用激光器性能，當(dāng)持續(xù)使用時長超過一定時限時，需要手動或自 動進(jìn)行系統(tǒng)測試，并根據(jù)它校正之后的測試結(jié)果，但是，校正步驟一般較繁瑣且耗時，影響 了儀器的持續(xù)使用。當(dāng)校正間隔較小時，可能無法檢測整個過程，但校正間隔較大時，會導(dǎo) 致部分檢測結(jié)果與實際值偏差較大，影響儀器穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種保證輸出激光功率穩(wěn)定，并且不需要校正 的功率穩(wěn)定激光輸出裝置。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種功率穩(wěn)定激光輸出裝置，包括：電動精密 旋轉(zhuǎn)臺、半波片、偏振棱鏡、光檔、分束器、第一功率計及處理單元。所述半波片安裝在所述 電動精密旋轉(zhuǎn)臺上；所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動時帶動所述半波片轉(zhuǎn)動；所述半波片正向轉(zhuǎn) 動時，所述半波片出射光中的給定偏振態(tài)光成分增加；所述半波片反向轉(zhuǎn)動時，所述半波片 出射光中的給定偏振態(tài)光成分減少。所述偏振棱鏡設(shè)置在所述半波片的后側(cè)，所述光檔固 定在所述半波片的下方；激光束穿過所述半波片并入射至所述偏振棱鏡，所述激光束中固 定偏振方向的光通過所述偏振棱鏡，未通過所述偏振棱鏡的光傳輸?shù)焦鈾n被損耗。所述分 束器設(shè)置在所述偏振棱鏡的后側(cè)，從所述偏振棱鏡射出的激光束入射到所述分束器上；入 射至所述分束器的激光束通過所述分束器分成兩束光，一束光入射到所述第一功率計上， 另一束作為功率穩(wěn)定的激光束輸出。所述處理單元與所述第一功率計連接，所述處理單元 獲取所述第一功率計測量的第一功率值；所述處理單元還與所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺連接，所 述處理單元控制所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。
[0006] 進(jìn)一步地，還包括：電動快門、第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡及第二功率計；所述電動快門 設(shè)置在所述半波片的前側(cè)，所述電動快門開啟時能夠遮擋所述激光束，防止所述激光束入 射至所述半波片。所述第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡設(shè)置在所述電動快門和所述半波片之間，所述 第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡正向旋轉(zhuǎn)后可將所述半波片前側(cè)的所述激光束反射到所述第二功率 計上，所述第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡反向旋轉(zhuǎn)后偏離所述半波片前側(cè)的所述激光束所在的光 路。所述處理單元與所述第二功率計連接，所述處理單元獲取所述第二功率計測量的第二 功率值。
[0007] 進(jìn)一步地，還包括：第二電動旋轉(zhuǎn)反射鏡；所述第二電動旋轉(zhuǎn)反射鏡設(shè)置在所述 分束器的后側(cè)，所述第二電動旋轉(zhuǎn)反射鏡將所述分束器輸出的穩(wěn)定的激光束反射到檢測樣 品上。
[0008] 進(jìn)一步地，所述分束器為90 :10分束器；所述90 :10分束器將入射光束分成兩束， 兩束光的能量百分比為90% :10% ;其中，90%能量的光束作為功率穩(wěn)定的激光束輸出， 10 %能量的光束入射到所述第一功率計上。
[0009] 進(jìn)一步地，所述分束器為99 :1分束器；所述99% :1分束器將入射光束分成兩束， 兩束光的能量百分比為99% :1% ;其中，99%能量的光束作為功率穩(wěn)定的激光束輸出，1% 能量的光束入射到所述第一功率計上。
[0010] 進(jìn)一步地，所述處理單元包括：獲取模塊，用于從所述第一功率計獲取所述第一功 率計測量的第一功率值。分析模塊，用于從所述獲取模塊讀取所述第一功率值；將所述第一 功率值與設(shè)定的目標(biāo)第一功率值比較，若所述第一功率值小于所述目標(biāo)第一功率值，發(fā)送 第一指示信號指示所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺正向旋轉(zhuǎn)；若所述第一功率值等于所述目標(biāo)第一功 率值，發(fā)送第二指示信號指示所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺停止旋轉(zhuǎn)；若所述第一功率值大于所述 目標(biāo)第一功率值，發(fā)送第三指示信號指示所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺反向旋轉(zhuǎn)。第一控制模塊，用 于從所述分析模塊獲取所述第一指示信號、第二指示信號或所述第三指示信號；當(dāng)獲取所 述第一指示信號時，發(fā)出第一控制信號控制所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺正向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)獲取所述第 二指示信號時，發(fā)出第二控制信號控制所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺停止旋轉(zhuǎn)；當(dāng)獲取所述第三指 示信號時，發(fā)出第三控制信號控制所述電動精密旋轉(zhuǎn)臺反向旋轉(zhuǎn)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述處理單元還包括：第二控制模塊，用于根據(jù)外部輸入的指令發(fā)出第 四控制信號控制第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)。第三控制模塊，用于根據(jù)外部 輸入的指令發(fā)出第五控制信號控制所述第二電動旋轉(zhuǎn)反射鏡正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)。第四控 制模塊，用于根據(jù)外部輸入的指令發(fā)出第六控制信號控制所述電動快門開啟或關(guān)閉。
[0012] 本發(fā)明提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置，當(dāng)處理單元獲取的第一功率值低于設(shè)定的 目標(biāo)第一功率值時，說明此時偏振棱鏡輸出的激光束的功率偏低，通過處理單元控制電動 精密旋轉(zhuǎn)臺正向旋轉(zhuǎn)，電動精密旋轉(zhuǎn)臺帶動半波片正向旋轉(zhuǎn)，半波片正向轉(zhuǎn)動使半波片出 射光的給定偏振態(tài)光成分增加，降低了偏振棱鏡輸出的激光束的功率衰減，直至偏振棱鏡 輸出光增至目標(biāo)功率，保證了輸出激光功率的穩(wěn)定性。
[0013] 本發(fā)明提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，在應(yīng)用時，直接在激 光輸出設(shè)備的后端加入本裝置即可，對其它功能部件沒有影響。本發(fā)明提供的功率穩(wěn)定激 光輸出裝置，當(dāng)偏振棱鏡輸出的激光束的功率偏低時，可自動實現(xiàn)半波片的旋轉(zhuǎn)，降低偏振 棱鏡輸出的激光束的功率衰減，直至偏振棱鏡輸出激光增至目標(biāo)功率；與儀器的校正步驟 比較，此過程非?？旖荩岣吡斯ぷ餍?。本發(fā)明提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置，通過對電 動精密旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)功率調(diào)整，能非常精確的量化每次調(diào)節(jié)的激光功率值，并且具有很 高的重復(fù)性，對輸出激光功率的穩(wěn)定效果好。本發(fā)明提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置，還能通 過半波片的旋轉(zhuǎn)精確控制出射激光偏振態(tài)，保證激光的線偏振特性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實施例提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實施例提供的處理單元內(nèi)部軟件模塊示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實施例提供的功率穩(wěn)定激光輸出裝置又一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明實施例提供了一種功率穩(wěn)定激光輸出裝置，參見圖1和圖3,包括：電動精 密旋轉(zhuǎn)臺7、半波片2、偏振棱鏡3、光檔4、分束器5、電動快門8、第一功率計6、第二功率計 11、第一電動旋轉(zhuǎn)反射鏡9、第二電動旋轉(zhuǎn)反射鏡10及處理單元。
[0018] 參見圖1，半波片2安裝在電動精密旋轉(zhuǎn)臺7上，電動精密旋轉(zhuǎn)臺7轉(zhuǎn)動時帶動半 波片2同時轉(zhuǎn)動。半波片2正向轉(zhuǎn)動時，半波片2出射光中的給定偏振態(tài)光成分增加；半波 片2反向轉(zhuǎn)動時，半波片2出射光中的給定偏振態(tài)光成分減少。
[0019] 參見圖1，偏振棱鏡3設(shè)置在半波片2的后側(cè)，光檔4固定在半波片2的下方。激 光器1發(fā)出的激光束穿過半波片2并入射至偏振棱鏡3,激光束中固定偏振方向的光（如p 光、s光）通過偏振棱鏡3,未通過偏振棱鏡3的光傳輸?shù)焦鈾n4被損耗。
[0020] 參見圖1，分束器5設(shè)置在偏振棱鏡3的后側(cè)，從偏振棱鏡3射出的激光束入射到 分束器5上；入射至分束器5的激光束通過分束器5分成兩束光，一束光入射到第一功率計 6上，另一束作為功率穩(wěn)定的激光束輸出。在實際應(yīng)用中，分束器5可選擇90 :10分束器5 ; 90 :10分束器將入射光束分成兩束，兩束光的能量百分比為90 %: 10 %;其中，90 %能量的光 束作為功率穩(wěn)定的激光束輸出，10%能量的光束入射到第一功率計6上，通過第一功率計6 測量激光束的功率得到第一功率值。分束器5也可選擇99 :1分束器；99 :1分束器將入射 光束分成兩束，兩束光的能量百分比為99% :1% ;其中，99%能量的光束作為功率穩(wěn)定的激 光束輸出，1 %能量的光束入射到第一功率計6上，通過第一功率計6測量激光束的功率得 到第一功率值。本實施例采用90 :10分束器。
[0021] 參見圖1和圖3,電動快門8設(shè)置在半波片2的前側(cè)，電動