高功率激光器衰减设备及其检测方法与流程

技术特征：
1.一种高功率激光器衰减设备，其特征在于，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；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；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；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。2.如权利要求1所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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。3.如权利要求2所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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；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；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；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。4.如权利要求3所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，所述高功率激光器衰减设备还包括：第二孔径光阑；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；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；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。5.如权利要求4所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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；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；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；所述第一光学吸收腔，用于对所述第一透射光束进行吸收；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；所述第二光学吸收腔，用于对所述第二透射光束进行吸收。6.如权利要求1所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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。7.如权利要求6所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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；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；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；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。8.如权利要求7所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，所述高功率激光器衰减设备还包括：第四孔径光阑；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；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；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。9.如权利要求8所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，所述高功率激光器衰减设备还包括：第五孔径光阑；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第二二向色镜之间的光路上；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；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。10.如权利要求9所述的高功率激光器衰减设备，其特征在于，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；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；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；所述第三光学吸收腔，用于对所述第三透射光束进行吸收；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；所述第四光学吸收腔，用于对所述第四透射光束进行吸收；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；
所述第五光学吸收腔，用于对所述第五透射光束进行吸收。11.一种应用于权利要求1至10任一项所述的高功率激光器衰减设备的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：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；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；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。12.如权利要求11所述的高功率激光器衰减设备的检测方法，其特征在于，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：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。13.如权利要求12所述的高功率激光器衰减设备的检测方法，其特征在于，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。14.如权利要求11～13中任一项所述的高功率激光器衰减设备的检测方法，其特征在于，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：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。

技术总结
本发明公开一种高功率激光器衰减设备及其检测方法。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。情况进行精确检测。情况进行精确检测。


技术研发人员：淳秋垒 黄中亚 李榕 李海伦 陈阳 闫大鹏
受保护的技术使用者：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2022/12/12