高功率激光器衰减设备及其检测方法与流程

1.本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种高功率激光器衰减设备及其检测方法。


背景技术：

2.为了准确获取高功率激光器出射光束在不同光程位置处的光斑大小，需要对高功率激光器进行光束衰减，使得最后到达探测器的功率满足探测器损伤阈值条件。然而，在使用衰减设备对入射光进行功率衰减的时候，衰减元件会因为入射光的高功率产生温升，进而影响到衰减器件的光学性能，如镀膜面的烧蚀、衰减器件的热膨胀产生的衰减器件平行度降低等问题。因此，如何有效地对高功率激光器进行光束衰减，以降低对衰减器件的光学性能的影响，成为一个亟待解决的问题。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供了一种高功率激光器衰减设备及其检测方法，旨在解决如何有效地对高功率激光器进行光束衰减，以降低对衰减器件的光学性能的影响的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种高功率激光器衰减设备，所述高功率激光器衰减设备包括：第一二向色镜、第二二向色镜以及至少两个楔形棱镜；
6.所述第一二向色镜，用于对正弦调制信号光束与高功率激光光束进行合束，获得入射光束；
7.所述至少两个楔形棱镜，用于使所述入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，所述入射光束和所述反射光束平行；
8.所述第二二向色镜，用于对所述反射光束进行透射，获得所述高功率激光光束对应的衰减激光光束。
9.可选地，当所述第一二向色镜与所述第二二向色镜平行设置时，所述入射光束在所述第一二向色镜、所述第二向色镜以及所述至少两个楔形棱镜之间沿z型光路传输。
10.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第一孔径光阑；所述至少两个楔形棱镜包括：第一楔形棱镜和第二楔形棱镜；
11.其中，所述第一孔径光阑设置在所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜之间的光路上；
12.所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第一反射光束，所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第一楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第二反射光束；
13.所述第一孔径光阑，用以使所述第一反射光束通过，并对所述第二反射光束进行
格挡。
14.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第二孔径光阑；
15.其中，所述第二孔径光阑设置在所述第二楔形棱镜和所述第二二向色镜之间的光路上；
16.所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第三反射光束，所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第二楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第四反射光束；
17.所述第二孔径光阑，用以使所述第三反射光束通过，并对所述第四反射光束进行格挡。
18.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第一光学吸收腔和第二光学吸收腔；
19.其中，所述第一光学吸收腔设置在所述第一楔形棱镜的投射路径上，所述第二光学吸收腔设置在所述第二楔形棱镜的投射路径上；
20.所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第一楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第一透射光束；
21.所述第一光学吸收腔，用于对所述第一透射光束进行吸收；
22.所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第二楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第二透射光束；
23.所述第二光学吸收腔，用于对所述第二透射光束进行吸收。
24.可选地，当所述第一二向色镜与所述第二二向色镜垂直设置时，所述入射光束在所述第一二向色镜、所述第二向色镜以及所述至少两个楔形棱镜之间沿m型光路传输。
25.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第三孔径光阑；所述至少两个楔形棱镜包括：第三楔形棱镜、第四楔形棱镜以及第五楔形棱镜；
26.其中，所述第三孔径光阑设置在所述第三楔形棱镜和所述第四楔形棱镜之间的光路上；
27.所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第五反射光束，所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第三楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第六反射光束；
28.所述第三孔径光阑，用以使所述第五反射光束通过，并对所述第六反射光束进行格挡。
29.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第四孔径光阑；
30.其中，所述第四孔径光阑设置在所述第四楔形棱镜和所述第五楔形棱镜之间的光路上；
31.所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第七反射光束，所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第四楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第八反射光束；
32.所述第四孔径光阑，用以使所述第七反射光束通过，并对所述第八反射光束进行格挡。
33.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第五孔径光阑；
34.其中，所述第五孔径光阑设置在所述第五楔形棱镜和所述第二二向色镜之间的光
路上；
35.所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第九反射光束，所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第五楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第十反射光束；
36.所述第五孔径光阑，用以使所述第九反射光束通过，并对所述第十反射光束进行格挡。
37.可选地，所述高功率激光器衰减设备还包括：第三光学吸收腔、第四光学吸收腔以及第五光学吸收腔；
38.其中，所述第三光学吸收腔设置在所述第三楔形棱镜的投射路径上，所述第四光学吸收腔设置在所述第四楔形棱镜的投射路径上，所述第五光学吸收腔设置在所述第五楔形棱镜的投射路径上；
39.所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第三楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第三透射光束；
40.所述第三光学吸收腔，用于对所述第三透射光束进行吸收；
41.所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第四楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第四透射光束；
42.所述第四光学吸收腔，用于对所述第四透射光束进行吸收；
43.所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第五楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第五透射光束；
44.所述第五光学吸收腔，用于对所述第五透射光束进行吸收。
45.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种应用于如上文所述的高功率激光器衰减设备的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
46.通过面阵探测器采集所述第二二向色镜反射的调制后的探测信号光束；
47.根据所述调制后的探测信号光束确定所述高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量；
48.根据所述调制信息量对所述高功率激光器衰减设备进行异常检测。
49.可选地，所述根据所述调制后的探测信号光束确定所述高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量的步骤，具体包括：
50.以所述面阵探测器的中心为原点，将所述调制后的探测信号光束进行二维转换，获得转换后的探测信号光束；
51.根据所述转换后的探测信号光束确定相位信息；
52.根据所述相位信息确定所述高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量。
53.可选地，所述根据所述转换后的探测信号光束确定相位信息的步骤，具体包括：
54.根据所述转换后的探测信号光束构建余弦调制函数；
55.对所述余弦调制函数进行傅里叶变换，获得变换后的函数；
56.通过带通滤波器对所述变换后的函数进行共轭项消除和载频信息去除，获得去除后的函数；
57.对所述去除后的函数进行傅里叶逆变换，获得相位信息。
58.可选地，所述根据所述调制信息量对所述高功率激光器衰减设备进行异常检测的步骤，具体包括：
59.从所述调制信息量中提取最大调制信息量和最小调制信息量；
60.在所述最大调制信息量和所述最小调制信息量的差值大于预设阈值时，判定所述高功率激光器衰减设备异常。
61.在本发明中，高功率激光器衰减设备包括：第一二向色镜、第二二向色镜以及至少两个楔形棱镜，本发明先通过第一二向色镜对正弦调制信号光束与高功率激光光束进行合束，获得入射光束，然后通过至少两个楔形棱镜使入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，入射光束和反射光束平行，再通过第二二向色镜对反射光束进行透射，获得高功率激光光束对应的衰减激光光束。本发明通过至少两个楔形棱镜使入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，并且入射光束和反射光束平行，再通过第二二向色镜对反射光束进行透射，由于第二二向色镜前后工作面镀有特异反射膜，从而能够有效地对高功率激光器进行光束衰减，以降低对衰减器件的光学性能的影响，并且入射光束包括正弦调制信号光束，经过第二二向色镜得到的光束也包括变化后的正弦调制信号光束，从而能够根据变化后的正弦调制信号光束对高功率激光器衰减设备的异常情况进行精确检测。
附图说明
62.图1为本发明高功率激光器衰减设备第一实施例的结构示意图；
63.图2为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的特异反射膜的反射率与中心波长的关系示意图；
64.图3为本发明高功率激光器衰减设备第二实施例的结构示意图；
65.图4为本发明高功率激光器衰减设备第三实施例的结构示意图；
66.图5为本发明高功率激光器衰减设备的检测方法第一实施例的流程示意图；
67.图6为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的面阵探测器记录的条纹示意图；
68.图7为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的调制信息量的示意图。
69.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
70.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
71.本发明实施例提供了一种高功率激光器衰减设备，参照图1，图1为本发明高功率激光器衰减设备第一实施例的结构示意图。
72.本实施例中，所述高功率激光器衰减设备包括：第一二向色镜、第二二向色镜以及至少两个楔形棱镜；
73.所述第一二向色镜，用于对正弦调制信号光束与高功率激光光束进行合束，获得入射光束；
74.可理解的是，本实施例可发出中心波长为633nm，出射光为平行光的光源，记为探测光源，对于具体中心波长还可为其他数值，本实施例对此不做具体限制。该探测光源通过振幅透过率为正弦分布的振幅调制器，上述探测光源经过正弦调制后，变化为正弦调制信号光束，该信号光束用于后续高功率激光器衰减设备的异常检测。
75.在具体实现中，可利用第一二向色镜将正弦调制信号光束和高功率激光光束进行合束，例如对中心波长为633nm的正弦调制信号光束与中心波长为1064nm的高功率激光光束进行合束，即可获得入射光束。
76.所述至少两个楔形棱镜，用于使所述入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，所述入射光束和所述反射光束平行；
77.可理解的是，楔形棱镜可包括前光学工作面和后光学工作面，并且前光学工作面和后光学工作面的夹角为5
°
。
78.应理解的是，本实施例中的楔形棱镜的个数为至少两个楔形棱镜，在楔形棱镜的个数不同时，入射光束的光路传输的路径也不相同，例如z型、m型，本实施例对此不做具体限制。
79.在具体实现中，本实施例中的入射光束和反射光束为平行光束，入射光束和反射光束的方向可以是相同的，也可以是相反的，本实施例对此不做具体限制。
80.所述第二二向色镜，用于对所述反射光束进行透射，获得所述高功率激光光束对应的衰减激光光束。
81.可理解的是，第二二向色镜可对反射光束进行透射，获得高功率激光光束对应的衰减激光光束。该第二二向色镜前后工作面镀有特异反射膜，该膜系可以针对中心波长为633nm的探测光的反射率高达98％，针对中心波长为1063nm的高功率激光其透射率高达98％。这样入射到第二二向色镜的光束，反射光为探测信号光，其透射光为衰减之后的激光光束，此时的激光光束相较于进入该设备前衰减到达千瓦量级衰减。具体地，可参照图2，图2为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的特异反射膜的反射率与中心波长的关系示意图。如图2所示，横坐标表示中心波长，纵坐标表示反射率，可以看出，在经过特异反射膜之后，大约在中心波长为633nm的探测光的反射率高达98％。
82.在本实施例中，高功率激光器衰减设备包括：第一二向色镜、第二二向色镜以及至少两个楔形棱镜，本发明先通过第一二向色镜对正弦调制信号光束与高功率激光光束进行合束，获得入射光束，然后通过至少两个楔形棱镜使入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，入射光束和反射光束平行，再通过第二二向色镜对反射光束进行透射，获得高功率激光光束对应的衰减激光光束。本实施例通过至少两个楔形棱镜使入射光束沿不同的光路传输，获得反射光束，并且入射光束和反射光束平行，再通过第二二向色镜对反射光束进行透射，由于第二二向色镜前后工作面镀有特异反射膜，从而能够有效地对高功率激光器进行光束衰减，以降低对衰减器件的光学性能的影响，并且入射光束包括正弦调制信号光束，经过第二二向色镜得到的光束也包括变化后的正弦调制信号光束，从而能够根据变化后的正弦调制信号光束对高功率激光器衰减设备的异常情况进行精确检测。
83.参考图3，图3为本发明高功率激光器衰减设备第二实施例的结构示意图。
84.基于上述第一实施例，在本实施例中，如图3所示，当所述第一二向色镜与所述第二二向色镜平行设置时，所述入射光束在所述第一二向色镜、所述第二向色镜以及所述至少两个楔形棱镜之间沿z型光路传输。
85.可理解的是，图3中的入射光束在第一二向色镜、二向色镜以及至少两个楔形棱镜之间沿z型光路传输。
86.在具体实现中，图3中的面阵探测器可以接收高功率激光器衰减设备中的入射光
束中的探测信号光束。
87.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第一孔径光阑；所述至少两个楔形棱镜包括：第一楔形棱镜和第二楔形棱镜；
88.需要说明的是，本实施例以至少两个楔形棱镜包括第一楔形棱镜和第二楔形棱镜为例进行说明。
89.其中，所述第一孔径光阑设置在所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜之间的光路上；
90.所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第一反射光束，所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第一楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第二反射光束；
91.可理解的是，本实施例中的第一楔形棱镜和第二楔形棱镜的前光学工作面的法向量与入射光束的方向向量夹角为45度，后光学工作面的法向量与入射光束的方向向量夹角为40度。并且前光学工作面和后光学工作面镀有特异反射膜，该膜系可以针对中心波长为633nm的探测光为反射率高达98％，针对中心波长为1063nm的高功率激光其透射率高达98％。
92.应理解的是，第一楔形棱镜和第二楔形棱镜的前光学工作平面相互平行，用于折转第一反射光束；同时第一楔形棱镜和第二楔形棱镜对配合孔径光阑的使用，在衰减激光能量的同时，最大程度保留了探测光的功率，也对高功率光束传输过程出现的鬼像，进行抑制。
93.在具体实现中，入射光束经由第一楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第一反射光束，入射光束经由第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第一楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第二反射光束，并且第一反射光束与第二反射光能量比约等于5，其夹角约等于10度。
94.所述第一孔径光阑，用以使所述第一反射光束通过，并对所述第二反射光束进行格挡。
95.应理解的是，由于第一反射光束和第二反射光束的方向向量不平行，通过设置第一孔径光阑的形式，使第一反射光束通过，将第二反射光束进行格挡，为了解决第一孔径光阑发热问题，会引入水冷结构，其次表面会做阳极氧化发黑处理用于提升光热转化效率。
96.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第二孔径光阑；
97.其中，所述第二孔径光阑设置在所述第二楔形棱镜和所述第二二向色镜之间的光路上；
98.所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第三反射光束，所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第二楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第四反射光束；
99.在具体实现中，第一反射光束经由第二楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第三反射光束，第一反射光束经由第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第二楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第四反射光束。
100.所述第二孔径光阑，用以使所述第三反射光束通过，并对所述第四反射光束进行格挡。
101.应理解的是，由于第三反射光束和第四反射光束的方向向量不平行，通过设置第二孔径光阑的形式，使第三反射光束通过，将第四反射光束进行格挡，为了解决第二孔径光阑发热问题，会引入水冷结构，其次表面会做阳极氧化发黑处理用于提升光热转化效率。
102.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第一光学吸收腔和第二光学吸收腔；
103.其中，所述第一光学吸收腔设置在所述第一楔形棱镜的投射路径上，所述第二光学吸收腔设置在所述第二楔形棱镜的投射路径上；
104.所述入射光束经由所述第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第一楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第一透射光束；
105.所述第一光学吸收腔，用于对所述第一透射光束进行吸收；
106.所述第一反射光束经由所述第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第二楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第二透射光束；
107.所述第二光学吸收腔，用于对所述第二透射光束进行吸收。
108.可理解的是，入射光束经由第一楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第一楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第一透射光束，第一透射光束直接进入第一光学吸收腔，该第一光学吸收腔将光能转换为热能，通过水冷降温的形式，将热量吸收。
109.应理解的是，第一反射光束经由第二楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第二楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第二透射光束，第二透射光束直接进入第二光学吸收腔，该第二光学吸收腔将光能转换为热能，通过水冷降温的形式，将热量吸收。
110.在本实施例中，当第一二向色镜与第二二向色镜平行设置时，入射光束在所述第一二向色镜、第二向色镜以及至少两个楔形棱镜之间沿z型光路传输。由于第一楔形棱镜前后工作面、第二楔形棱镜前后工作面以及第二二向色镜前后工作面镀有特异反射膜，从而能够有效地对高功率激光器进行光束衰减。
111.参考图4，图4为本发明高功率激光器衰减设备第三实施例的结构示意图。
112.基于上述第一实施例，在本实施例中，当所述第一二向色镜与所述第二二向色镜垂直设置时，所述入射光束在所述第一二向色镜、所述二向色镜以及所述至少两个楔形棱镜之间沿m型光路传输。
113.可理解的是，图3中的入射光束在第一二向色镜、二向色镜以及至少两个楔形棱镜之间沿m型光路传输。
114.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第三孔径光阑；所述至少两个楔形棱镜包括：第三楔形棱镜、第四楔形棱镜以及第五楔形棱镜；
115.需要说明的是，本实施例以至少两个楔形棱镜包括第三楔形棱镜、第四楔形棱镜以及第五楔形棱镜为例进行说明。
116.其中，所述第三孔径光阑设置在所述第三楔形棱镜和所述第四楔形棱镜之间的光路上；
117.所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第五反射光束，所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第三楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第六反射光束；
118.在具体实现中，入射光束经由第三楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第五
反射光束，入射光束经由第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第三楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第六反射光束。
119.所述第三孔径光阑，用以使所述第五反射光束通过，并对所述第六反射光束进行格挡。
120.应理解的是，由于第五反射光束和第六反射光束的方向向量不平行，通过设置第三孔径光阑的形式，使第五反射光束通过，将第六反射光束进行格挡，为了解决第三孔径光阑发热问题，会引入水冷结构，其次表面会做阳极氧化发黑处理用于提升光热转化效率。
121.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第四孔径光阑；
122.其中，所述第四孔径光阑设置在所述第四楔形棱镜和所述第五楔形棱镜之间的光路上；
123.所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第七反射光束，所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第四楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第八反射光束；
124.可理解的是，第五反射光束经由第四楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第七反射光束，第五反射光束经由第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第四楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第八反射光束。
125.所述第四孔径光阑，用以使所述第七反射光束通过，并对所述第八反射光束进行格挡。
126.应理解的是，由于第七反射光束和第八反射光束的方向向量不平行，通过设置第四孔径光阑的形式，使第七反射光束通过，将第八反射光束进行格挡，为了解决第四孔径光阑发热问题，会引入水冷结构，其次表面会做阳极氧化发黑处理用于提升光热转化效率。
127.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第五孔径光阑；
128.其中，所述第五孔径光阑设置在所述第五楔形棱镜和所述第二二向色镜之间的光路上；
129.所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第九反射光束，所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第五楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第十反射光束；
130.可理解的是，第七反射光束经由第五楔形棱镜的前光学工作面进行反射，获得第九反射光束，第七反射光束经由第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第五楔形棱镜的后光学工作面进行反射，获得第十反射光束。
131.所述第五孔径光阑，用以使所述第九反射光束通过，并对所述第十反射光束进行格挡。
132.应理解的是，由于第九反射光束和第十反射光束的方向向量不平行，通过设置第五孔径光阑的形式，使第九反射光束通过，将第十反射光束进行格挡，为了解决第五孔径光阑发热问题，会引入水冷结构，其次表面会做阳极氧化发黑处理用于提升光热转化效率。
133.进一步地，在本实施例中，所述高功率激光器衰减设备还包括：第三光学吸收腔、第四光学吸收腔以及第五光学吸收腔；
134.其中，所述第三光学吸收腔设置在所述第三楔形棱镜的投射路径上，所述第四光学吸收腔设置在所述第四楔形棱镜的投射路径上，所述第五光学吸收腔设置在所述第五楔
形棱镜的投射路径上；
135.所述入射光束经由所述第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第三楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第三透射光束；
136.所述第三光学吸收腔，用于对所述第三透射光束进行吸收；
137.所述第五反射光束经由所述第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第四楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第四透射光束；
138.所述第四光学吸收腔，用于对所述第四透射光束进行吸收；
139.所述第七反射光束经由所述第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至所述第五楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第五透射光束；
140.所述第五光学吸收腔，用于对所述第五透射光束进行吸收。
141.可理解的是，入射光束经由第三楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第三楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第三透射光束，第三透射光束直接进入第三光学吸收腔，该第三光学吸收腔将光能转换为热能，通过水冷降温的形式，将热量吸收。
142.应理解的是，第五反射光束经由第四楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第四楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第四透射光束，第四透射光束直接进入第四光学吸收腔，该第四光学吸收腔将光能转换为热能，通过水冷降温的形式，将热量吸收。
143.可理解的是，第七反射光束经由第五楔形棱镜的前光学工作面进行折射后，传播至第五楔形棱镜的后光学工作面进行透射，获得第五透射光束，第五透射光束直接进入第五光学吸收腔，该第五光学吸收腔将光能转换为热能，通过水冷降温的形式，将热量吸收。
144.在具体实现中，图4对应的高功率激光器衰减设备相较于图3对应的高功率激光器衰减设备的衰减效果更好，楔形棱镜的数量越多，衰减效果更好，可以实现百万瓦量级衰减。
145.在本实施例中，当第一二向色镜与第二二向色镜垂直设置时，入射光束在所述第一二向色镜、第二向色镜以及至少两个楔形棱镜之间沿m型光路传输。由于第三楔形棱镜前后工作面、第四楔形棱镜前后工作面、第五楔形棱镜前后工作面以及第二二向色镜前后工作面镀有特异反射膜，从而能够有效地对高功率激光器进行光束衰减。
146.参照图5，图5为本发明高功率激光器衰减设备的检测方法第一实施例的流程示意图。
147.如图5所示，本实施例中，所述高功率激光器衰减设备的检测方法包括以下步骤：
148.步骤s10：通过面阵探测器采集所述第二二向色镜反射的调制后的探测信号光束；
149.可理解的是，探测信号光束经过上述高功率激光器衰减设备，高功率激光器衰减设备中的衰减光学元件出现镀膜面的烧蚀、衰减器件的热膨胀产生的衰减器件平行度降低等问题，都会对探测信号光束进行调制。现在利用面阵探测器将上述的经过高功率激光器衰减设备调制后的探测信号光束记录下来，即为上述调制后的探测信号光束。
150.步骤s20：根据所述调制后的探测信号光束确定所述高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量；
151.进一步地，为了精确确定调制信息量，在本实施例中，所述步骤s20包括：以所述面阵探测器的中心为原点，将所述调制后的探测信号光束进行二维转换，获得转换后的探测信号光束；根据所述转换后的探测信号光束确定相位信息；根据所述相位信息确定所述高
功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量。
152.可理解的是，在获取到调制后的探测信号光束后，可将面阵探测器的中心设为原点，建立坐标系xoy，则可将调制后的探测信号光束进行二维转换，获得转换后的信号光束。
153.进一步地，为了精确确定相位信息，在本实施例中，所述根据所述转换后的探测信号光束确定相位信息的步骤，具体包括：根据所述转换后的探测信号光束构建余弦调制函数；对所述余弦调制函数进行傅里叶变换，获得变换后的函数；通过带通滤波器对所述变换后的函数进行共轭项消除和载频信息去除，获得去除后的函数；对所述去除后的函数进行傅里叶逆变换，获得相位信息。
154.应理解的是，本实施例中可根据转换后的探测信号光束构建余弦调制函数，余弦调制函数可表示为
155.i(x,y)＝a(x,y) b(x,y)cos[phase(x,y) 2π(fax fby)](1)
[0156]
其中，a(x,y)为转换后的探测信号光束的背景光，b(x,y)为转换后的探测信号光束的调制项；phase(x,y)为衰减设备光学元件损坏产生的相位信息；2π(fax fby)为转换后的探测信号光束的载频相位；fa、fb是正弦调制信号光束的空间频率。
[0157]
可理解的是，在得到余弦调制函数后，可对余弦调制函数进行傅里叶变换，得到变换后的函数，变换后的函数可表示为：
[0158][0159]
其中，式右边第一项为零频项，第二项为载频调制，第三项为载频调制项的共轭表达式，f
x
、fy与空域坐标x、y相对应。
[0160]
在具体实现中，为了提取高功率激光器衰减设备引入的调制信息，需要对表达式(2)所含有的共轭项进行去除，同时还需要去除载频，在这里主要引入带通滤波器以及相消项，其数学表达式如下：
[0161][0162]
其中，widthx、widthy表示低通滤波器的宽度。将表达式(3)与表达式(2)两者相乘，用于消除共轭项以及载频信息，然后进行傅里叶逆变换，提取相位信息,其数学表达式如下：
[0163][0164]
其中，phase(x,y)表示相位信息。
[0165]
具体地，可通过下述公式计算高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量：
[0166]
[0167]
其中，h(x,y)表示调制信息量。
[0168]
步骤s30：根据所述调制信息量对所述高功率激光器衰减设备进行异常检测。
[0169]
可理解的是，探测信号光束的空间正弦分布在衰减设备运行正常的情况下，面阵探测器记录的条纹是相互平行且为一系列直线；如果高功率激光器衰减设备的异常的情况下，特别是光学元件异常的情况下，面探测器记录的条纹不在是相互平行，并且伴随着出现畸变。参考图6，图6为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的面阵探测器记录的条纹示意图，如图6所示，中间的条纹产生了畸变，说明高功率激光器衰减设备存在异常。
[0170]
进一步地，为了精确确定异常检测结果，在本实施例中，所述步骤s30包括：从所述调制信息量中提取最大调制信息量和最小调制信息量；在所述最大调制信息量和所述最小调制信息量的差值大于预设阈值时，判定所述高功率激光器衰减设备异常。
[0171]
可理解的是，对于每一个不同的x,y，调制信息量可能都不相同，因此，可从调制信息量中提取最大调制信息量和最小调制信息量，在最大调制信息量和最小调制信息量的差值大于预设阈值时，判定高功率激光器衰减设备异常，对于预设阈值的具体值本实施例不做具体限制。在高功率激光器衰减设备出现异常情况时，将这一情况反馈给高功率激光器衰减设备控制主机以及激光器控制主机，进行急停处理。
[0172]
在具体实现中，参照图7，图7为本发明高功率激光器衰减设备一实施例的调制信息量的示意图。如图7所示，z轴表示调制信息量，x轴表示x坐标，y轴表示y坐标，对于每一个x,y都有不同的调制信息量，因此可以提取出最大调制信息量和最小调制信息量。
[0173]
本实施例通过面阵探测器采集第二二向色镜反射的调制后的探测信号光束，然后根据调制后的探测信号光束确定高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量，再根据调制信息量对高功率激光器衰减设备进行异常检测。本实施例根据调制后的探测信号光束确定高功率激光器衰减设备中光学元件损坏时产生的调制信息量，再根据调制信息量对高功率激光器衰减设备进行异常检测，从而能够高功率激光器衰减设备性能实时检测，以避免衰减器件的光学性能的变化导致的光束质量因子测试不准的问题。
[0174]
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
[0175]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0176]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0177]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0178]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。