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原文传递定点式激光损伤阈值评价系统

专利名称：	定点式激光损伤阈值评价系统
摘要：	本发明涉及一种定点式激光损伤阈值评价系统，激光发射装置依次设置Nd:YAG激光器、空间滤波器、扩束器和锥镜；光束准直反馈调节系统设有X、Y向可旋转反馈镜、衰减器、波片、分光镜I、分光镜II、能量计、聚焦透镜I、光斑屏幕、CCD相机I、聚焦透镜II、X、Y向压电控制器；分光镜I下面设置能量计，分光镜II下面设置聚焦透镜I、光斑屏幕和CCD相机I，能量计和CCD相机I连接计算机，计算机分别通过X，Y向压电控制器连接X，Y向可旋转反馈镜；可调节夹具通过夹具支撑台置于三维移动平台上，三维移动平台通过三向运动控制器连接计算机；CCD相机II用于观测并记录激光辐照前后工件测试区域的显微形貌，并将其反馈给计算机。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海理工大学
发明人：	叶卉;姜晨;陈起
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910874468.6
公开号：	CN110487726A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	王晶
分类号：	G01N21/01(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	200093 上海市杨浦区军工路516号
主权项：	1.一种定点式激光损伤阈值评价系统，配置有激光发射装置、光束准直反馈调节系统、三坐标运动控制系统和损伤判别装置，其特征在于：所述激光发射装置依次设置Nd:YAG激光器、空间滤波器、扩束器和锥镜；所述光束准直反馈调节系统设有X向可旋转反馈镜、Y向可旋转反馈镜、衰减器、波片、分光镜I、分光镜II、能量计、聚焦透镜I、光斑屏幕、CCD相机I、聚焦透镜II、X向压电控制器和Y向压电控制器；所述分光镜I下面设置能量计，用以实时读取激光能量数值，所述分光镜II下面设置聚焦透镜I、光斑屏幕和CCD相机I，聚焦透镜I将激光光束聚焦于光斑屏幕上并利用CCD相机I检测光斑的实际位置，所述能量计和CCD相机I连接计算机，计算机分别通过X向压电控制器和Y向压电控制器连接X向可旋转反馈镜和Y向可旋转反馈镜，由计算机控制调节X向可旋转反馈镜、Y向可旋转反馈镜的旋转角度；所述三坐标运动控制系统设有可调节夹具、夹具支撑台、弹簧、三维移动平台、X轴运动控制器、Y轴运动控制器及Z轴运动控制器，所述可调节夹具置于夹具支撑台上方用于夹持待测工件并通过弹簧与夹具支撑台相连，夹具支撑台固定于三维移动平台上，所述三维移动平台通过X轴运动控制器、Y轴运动控制器及Z轴运动控制器连接计算机，由计算机控制X轴运动控制器、Y轴运动控制器及Z轴运动控制器驱动三维移动平台及可调节夹具和待测工件作三维移动；所述损伤判别装置包含带有长焦距显微镜的CCD相机II，CCD相机II用于观测并记录激光辐照前后工件测试区域的显微形貌，并将其反馈给计算机，计算机利用图像处理软件即时分析激光损伤测试前后工件表面测试区域的形貌变化，若测试区域附近像素点发生明显改变且超过尺寸容差时则判定该处出现激光诱导损伤，并根据像素点的变化值定义损伤点的尺寸大小，以此保证损伤判别的准确性和可靠性，并实现损伤点尺寸的定量化评价。 2.根据权利要求1所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于：所述Nd:YAG激光器出射激光通过空间滤波器、扩束器和锥镜形成莫尔条纹实现出射激光的初级准直，并利用CCD相机I检测出光斑屏幕上激光光斑的具体位置，确定激光束在X向及Y向的偏移量并将其反馈给计算机，通过算法控制X向压电控制器及Y向压电控制器分别驱动X向可旋转反馈镜及Y向可旋转反馈镜旋转至所需角度，从而调节激光光斑至光斑屏幕坐标原点处，实现激光光束的准直调节。 3.根据权利要求1所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于：所述可调节夹具分为左右两部分，内侧间隔一定距离设有橡胶夹紧条，待测工件置于可调节夹具内通过与橡胶夹紧条的接触实现待测工件的定位和夹紧。 4.根据权利要求3所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于：所述可调节夹具根据待测工件的尺寸大小，通过左右两部分借助于底部弹簧沿楔形导向槽实现伸缩调节，来实现待测工件的定位和夹紧。 5.根据权利要求4所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于：所述可调节夹具可夹持工件尺寸为φ20～φ100mm的圆形工件或对边距20～100mm的多边形工件，工件厚度范围为5～25mm，从而实现多形状、多尺寸工件的固定。 6.根据权利要求1所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于，所述可调节夹具及工件由三维移动平台带动实现沿X向、Y向及Z向的进给，其中Y向及Z向运动用以改变工件表面待测区域的具体位置，X向运动用以确保工件待测区域始终位于聚焦透镜II的焦点位置，保证激光测试过程中激光辐照于工件后表面，依靠三维移动平台的驱动实现平面、楔形面及曲面工件表面任意位置的激光损伤定点测试。 7.根据权利要求1所述的定点式激光损伤阈值评价系统，其特征在于：所述CCD相机II的显微镜倍率可调范围为×0.7至×4.5，视场范围为0.5-3mm。
所属类别：	发明专利