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原文传递一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法

专利名称：	一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法
摘要：	本发明公开了一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，工作时，通过程控计算机按照预设好的程序，设置损伤用激光器输出的初始单脉冲能量，设置三维电控目标靶台的二维移动步长和步数，控制触发控制单元产生触发损伤用激光器工作的脉冲信号。每移动一个位置，程控计算机按照预设的激光能量增变化规则，改变能量，同时触发损伤用激光器出光，作用目标靶材。通过靶材表面损伤点引起的监测损伤照明激光散射特性的变化，表征靶材表面是否损伤。如果发生了损伤，按照半分逼近法，减小和增加激光能量，直到靶材刚好发生损伤。本方法既适用于透明材料的损伤阈值测试，也适合于非透明材料损伤阈值的测试。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	长春理工大学
发明人：	金光勇;张巍;王頔;蔡继兴;王耀德;苑博识;马遥;魏智;李昌立
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-05T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910368871.1
公开号：	CN110161042A
代理机构：	北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	李冉
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	130000 吉林省长春市卫星路7089号
主权项：	1.一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，包括系统瞄准阶段和系统辐照阶段：所述系统瞄准步骤包括：步骤一：将损伤用激光电源(304)控制的损伤激光器(303)发出的激光和损伤瞄准用激光器(305)发出的瞄准指示激光经激光扩束系统(302)准直后，通过激光聚焦系统(301)聚焦到固定在三维电控目标靶台(100)上靶材的同一点上；步骤二：指示光激光器(204)发出的激光，经激光扩束镜(203)将激光束调整到合适的宽度，再依次将双色反射镜(205)、聚焦透镜二(202)和聚焦透镜一(201)聚焦到三维电控目标靶台(100)上的靶材激光损伤区域，与损伤激光器(303)的指示光重合；步骤三：调整照明光激光器(211)的角度，使其与损伤激光器(303)的指示光重合，实现系统瞄准；所述系统辐照阶段包括以下步骤：步骤四：开启损伤激光器电源(304)，以较大能量辐照三维电控目标靶台(100)上的靶材，损伤激光器电源(304)发出触发信号给计时计算机(210)，开始计时；同时，程控计算机(400)通过激光电源(304)控制损伤激光器(303)的输出能量；步骤五：在设定的辐照时间内，光电探测器(208)时刻接收照明光激光器(211)的散射波信号，计时计算机(210)判断三维电控目标靶台(100)上的靶材是否损伤，若损伤，则引起照明光激光器(211)发出的照明激光的散射波变化，经聚焦透镜一(201)、聚焦透镜二(202)、双色反射镜(205)、窄带滤光片(206)和聚焦透镜三(207)后，使光电探测器(208)转换的电信号电平增加，使前放及比较电路(209)给出高电平信号或低电平信号，触发计时计算机(210)，给程控计算机(400)发出靶材表面已损伤的信号，程控计算机(400)按照预设的程序，采用半分逼近法，控制损伤用激光器，减小激光能量，程控计算机(400)控制三维电控目标靶台(100)，调整激光辐照靶材的位置，继续进行激光辐照；若不损伤，以半分逼近法，增加损伤用激光器(303)的能量，继续辐照靶材，直到靶材表面发生损伤而引起照明光激光器(211)的激光散射光发生变化，在损伤点附近，程控计算机(400)自动调整激光能量和靶材的位置，找到零损伤几率和100％损伤几率，均达到10个点所对应的激光能量，再根据激光光斑的大小，得到激光能量密度区间，即为该靶材的激光损伤阈值。 2.根据权利要求1所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述步骤四中，输出能量的设置采用半分逼近法：首先，设定损伤用激光器系统(300)较大的激光输出能量I0，辐照三维电控目标靶台(100)上的靶材；其次，如果三维电控目标靶台(100)上的靶材损伤，改变激光的单脉冲输出能量I1为初始值I0的一半，程控计算机(400)按预设好的程序控制三维电控目标靶台(100)上靶材的位置，同时产生触发信号，触发损伤用激光器系统(300)发出激光脉冲；如果三维电控目标靶台(100)上的靶材损伤，继续减小激光能量到I1的一半，如果三维电控目标靶台(100)没有损伤，增加激光能量到I0的四分之三，以此类推，每次改变激光能量一半，直到三维电控目标靶台(100)上的靶材刚好损伤。 3.根据权利要求1所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述三维电控目标靶台(100)包括：X方向移动控制模块(101)、Y方向移动控制模块(102)、Z方向移动控制模块(103)、靶台控制箱(104)和靶材卡具(105)，所述X方向移动控制模块(101)和所述Y方向移动控制模块(102)控制沿损伤用激光横向位置，所述Z方向移动控制模块(103)控制沿损伤用激光纵向位置，以调整损伤激光对靶材损伤区域的聚焦情况；所述靶台控制箱(104)包括所述X方向移动控制模块(101)、所述Y方向移动控制模块(102)和所述Z方向移动控制模块(103)的驱动，所述靶材卡具(105)用于固定激光损伤用靶材。 4.根据权利要求1所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述指示光激光器(204)为连续的可见光激光器。 5.根据权利要求1所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述照明光激光器(211)为可见光激光器，且波长与所述指示光激光器(204)的波长不同。 6.根据权利要求1所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述双色反射镜(205)与光路轴线成一角度，对所述指示光激光器(204)发出的指示光全反射或大部分反射，而对所述照明光激光器(211)发出的照明光全透射。 7.根据权利要求2所述的一种高峰值功率脉冲激光损伤阈值自动测试方法，其特征在于，所述窄带滤光片(206)的波段与所述照明光激光器(211)发出的照明光波长相匹配。
所属类别：	发明专利