专利名称：一种激光棒热透镜焦距测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光棒的热透镜效应，尤其是涉及一种激光棒的热透镜焦距测量装置。
背景技术：
固体激光器在运转过程中吸收的泵浦光能量，除小部分以激光方式输出外，大多数能量转变为热并沉积在激光工作物质内使其产生温升，在不断重复泵浦和热传导作用下，工作物质内温度梯度不断增加，直到发热功率与冷却液带走热量相等时达到热平衡。工作物质中温度梯度的存在使原本折射率完全均匀的工作物质变为类透镜介质，光束通过工作物质后发生聚焦，称为热自聚焦。在对称泵浦的情况下，园柱形激光棒成为类球透镜，也称为热透镜效应。热透镜效应使激光束发散角迅速增加，并且会在工作物质内部产生实焦点，在材料内部产生激光损伤。为了减轻热透镜效应对激光器件的影响，人们采用多种方法对热透镜效应进行补偿。但是，为了有效地实现热透镜效应的补偿，首先需要用各种方法来获得热透镜的焦距值，而其中较为常用的方法是直接测量法，如2003年8月27日公告授权的02266147.6号中国实用新型专利说明书的实施例中介绍了一种热透镜焦距的测量方法，用一个氦氖激光器输出氦氖激光通过固体激光介质，通过设置在固体激光介质后的焦距测量装置可以测出不同泵浦功率下固体激光介质的热透镜焦距值。但是激光棒热透镜焦距在几十厘米到几十米之间，在长热焦距时，用这种装置进行直接测量时不易确定焦点位置。

发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够准确方便地测量较长焦距值的激光棒的热透镜焦距测量装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器和光电接收器，所述的He-Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜，待测激光棒与所述的光电接收器之间设置有具有固定焦距的凸透镜，所述的凸透镜与所述的激光棒的后表面相距一固定距离，所述的He-Ne激光器发射的激光通过所述的扩束望远镜以平行光入射到所述的激光棒上，并穿过所述的激光棒通过所述的凸透镜聚焦到所述的光电接收器上，利用公式f=f12δ+d2n0+b-f1,]]>得到热透镜焦距值，公式中，f-待测激光棒的热透镜焦距值，f1-所述的凸透镜的固定焦距值，δ-泵浦达到热平衡时，待测激光棒与所述的凸透镜组成的透镜系统的焦距与所述的凸透镜的焦距之差，d-待测激光棒的长度，n0-待测激光棒的折射率，b-所述的凸透镜与待测激光棒后表面的固定距离。
所述的凸透镜的中心与所述的激光棒的后表面之间的固定距离最好等于所述的凸透镜的固定焦距值。
所述的光电接收器包括一个可前后移动的针孔光栏和设置在所述的针孔光栏后的的可随所述的针孔光栏一起前后移动的硅光电池。
所述的针孔光栏的孔径最好是小于1毫米。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于可以通过测量泵浦达到热平衡时待测激光棒与透镜组成的系统的焦距与透镜的焦距之差，利用公式f=f12δ+d2n0+b-f1]]>可以方便准确地对于较长热透镜焦距值进行测量，公式中，f-待测激光棒的热透镜焦距值，f1-凸透镜的焦距值，δ-泵浦达到热平衡时待测激光棒与凸透镜组成的透镜系统的焦距与凸透镜的焦距之差，d-待测激光棒的长度，n0-待测激光棒的折射率，b-凸透镜与待测激光棒后表面的距离；当我们设置凸透镜与待测激光棒后表面的距离等于凸透镜的焦距值时，即b＝f1时，计算公式可以简化为f=f12δ+d2n0]]>；光电接收器包括一个可前后移动的针孔光栏和设置在针孔光栏后的可随针孔光栏一起前后移动的硅光电池，可以更加方便准确地确定焦点的位置，有效地测量出焦距值。


图1为本实用新型实施例一的结构示意图；图2为本实用新型实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例一如图1所示，一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器1，扩束望远镜2，待测激光棒3，激光棒3后面为已知焦距为f1的透镜4，针孔光栏5和设置在针孔光栏5后的硅光电池6，针孔光栏5和硅光电池6可以一起前后移动，凸透镜4的中心与激光棒3的后表面的距离为b，当激光棒泵浦达到热平衡时，移动针孔光栏5和硅光电池6，使其接收的光信号为最大，此时测量确定激光棒3与凸透镜4组成的透镜系统的焦点，激光棒3与凸透镜4组成的透镜系统的焦距值F与凸透镜4的焦距f1之差为δ，则利用公式f=f12δ+d2n0+b-f1]]>就可以获得激光棒3的热透镜焦距值，公式中，f-激光棒3的热透镜焦距值，f1-凸透镜4的固定焦距值，δ-激光棒3泵浦达到热平衡时，激光棒3与凸透镜4组成的透镜系统的焦距与凸透镜4的焦距之差，d-激光棒3的长度，n0-激光棒3的折射率，b-凸透镜4的中心与激光棒3后表面的固定距离。
实施例二如图2所示，一种激光棒的热透镜焦距测量装置，它的基本结构与实施例一相同，不同之处是凸透镜4的中心与激光棒3后表面的固定距离等于凸透镜4的焦距值，即b＝f1，此时计算公式简化为f=f12δ+d2n0,]]>将测得的相应数据值代入公式就可得到所测激光棒的热透镜焦距值。
上述实施例中，针孔光栏5的孔径最好小于1毫米。
权利要求1.一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He-Ne激光器和光电接收器，其特征在于所述的He-Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜，待测激光棒与所述的光电接收器之间设置有具有固定焦距的凸透镜，所述的凸透镜与所述的激光棒的后表面相距一固定距离，所述的He-Ne激光器发射的激光通过所述的扩束望远镜以平行光入射到所述的激光棒上，并穿过所述的激光棒通过所述的凸透镜聚焦到所述的光电接收器上，利用公式f=f12δ+d2n0+b-f1,]]>得到热透镜焦距值，公式中，f-所述的激光棒的热透镜焦距值，f1-所述的凸透镜的固定焦距值，δ-所述的激光棒泵浦达到热平衡时，所述的激光棒与所述的凸透镜组成的透镜系统的焦距与所述的凸透镜的焦距之差，d-所述的激光棒的长度，n0-所述的激光棒的材料折射率，b-所述的凸透镜与所述的激光棒后表面的固定距离。
2.如权利要求1所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的凸透镜的中心与所述的激光棒的后表面之间的固定距离等于所述的凸透镜的固定焦距值。
3.如权利要求1或2所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的光电接收器包括一个可前后移动的针孔光栏和设置在所述的针孔光栏后可随所述的针孔光栏一起前后移动的硅光电池。
4.如权利要求3所述的一种激光棒热透镜焦距的测量装置，其特征在于所述的针孔光栏的孔径小于1毫米。
专利摘要本实用新型公开了一种激光棒的热透镜焦距测量装置，包括He－Ne激光器和光电接收器，特点是He－Ne激光器后的光路上设置有扩束望远镜，待测激光棒与光电接收器之间设置有具有固定焦距的凸透镜，凸透镜与激光棒的后表面相距一固定距离，He－Ne激光器发射的激光通过扩束望远镜以平行光穿过激光棒通过凸透镜聚焦到光电接收器上，利用公式f=
文档编号G01M11/02GK2745056SQ20042003749
公开日2005年12月7日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者徐铁峰, 杨燕, 聂秋华, 黄国松 申请人:宁波大学