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一种弥散光纤激光功率 传感器

阅读：608发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种弥散光纤激光功率传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种弥散光纤激光功率传感器，包括传感器外壳以及位于外壳内部的翅状吸收筒、石英玻璃管，石英玻璃管套设在翅状吸收筒内，且不与翅状吸收筒接触；翅状吸收筒内部设有吸收涂层，翅状吸收筒外部设有热电堆；外壳上设有供光纤伸入和伸出的出入口。该传感器能消除现有传感器弊端，准确测量装配弥散型柱状光纤的激光器所产生的激光功率，精确稳定、线性好，解决了目前常规激光功率计无法测量的问题，可广泛应用在传感器技术领域。，下面是一种弥散光纤激光功率传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，包括传感器外壳以及位于外壳内部的翅状吸收筒、石英玻璃管，所述石英玻璃管套设在所述翅状吸收筒内，且不与所述翅状吸收筒接触；所述翅状吸收筒内部设有吸收涂层，所述翅状吸收筒外部设有热电堆；所述外壳上设有供光纤伸入和伸出的出入口。
2.如权利要求1所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述翅状吸收筒包括筒体、位于筒体外表面上的若干导热翅片，所述热电堆设于导热翅片上，所述吸收涂层覆盖于筒体内壁面上。
3.如权利要求2所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述导热翅片一端设于筒体上，所述导热翅片在筒体上等距布置。
4.如权利要求3所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述导热翅片的自由端设有若干安装孔，所述外壳上设有与安装孔共线的装配孔，用于通过内六角螺钉将翅状吸收筒安装在外壳内。
5.如权利要求4所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述导热翅片的自由端部沿其所在平面垂直延伸到预定位置形成凸台，所述安装孔位于凸台上。
6.如权利要求1所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述外壳上设有便于活动拆卸翅状吸收筒的前开口和后开口，所述前开口上螺接有前盖，所述后开口上螺接有后盖；所述出入口位于前盖上。
7.如权利要求1所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述吸收涂层的材质为石墨材料。
8.如权利要求1所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述热电堆为铜康铜热电堆。
9.如权利要求1～8任一项所述的一种弥散光纤激光功率传感器，其特征在于，所述石英玻璃管位于翅状吸收筒的中心位置，并能供光纤穿过。

说明书全文

一种弥散光纤激光功率传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及传感器技术领域，具体是指弥散光纤激光功率传感器，更具体地，是一种用于测定装配弥散型柱状光纤的激光器的激光功率的传感器。

背景技术

[0002] 随着激光器的大量应用，准确地测量激光功率无论是在工业、医疗亦或是军事领域都显得至关重要。装配弥散型柱状光纤的激光器被应用于医疗领域，其入射的激光剂量对于治疗效果非常重要。而弥散型柱状光纤的发光特性特殊，为全方位均匀发光，而目前的激光功率计不能准确地对其进行测量。

[0003] 现有的激光功率计按吸收体结构可以分为平面吸收和立体吸收。平面吸收结构为碟型，中央为吸收激光能量的吸收面，另一侧为测量温度梯度的敏感层。立体吸收结构主体同平面吸收也为碟型，只是吸收面为立体的锥形或者同心锥形环。相对于全方位发光的弥散光纤，平面吸收结构和立体吸收结构中的锥形与锥形环结构无法进行测量。

发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

[0005] 一种弥散光纤激光功率传感器，包括传感器外壳以及位于外壳内部的翅状吸收筒、石英玻璃管，所述石英玻璃管套设在所述翅状吸收筒内，且不与所述翅状吸收筒接触；所述翅状吸收筒内部设有吸收涂层，所述翅状吸收筒外部设有热电堆；所述外壳上设有供光纤伸入和伸出的出入口。

[0006] 进一步地，所述翅状吸收筒包括筒体、位于筒体外表面上的若干导热翅片，所述热电堆设于导热翅片上，所述吸收涂层覆盖于筒体内壁面上。

[0007] 进一步地，所述导热翅片一端设于筒体上，所述导热翅片在筒体上等距布置。

[0008] 进一步地，所述导热翅片的自由端设有若干安装孔，所述外壳上设有与安装孔共线的装配孔，用于通过内六角螺钉将翅状吸收筒安装在外壳内。

[0009] 进一步地，所述导热翅片的自由端部沿其所在平面垂直延伸到预定位置形成凸台，所述安装孔位于凸台上。

[0010] 进一步地，所述外壳上设有便于活动拆卸翅状吸收筒的前开口和后开口，所述前开口上螺接有前盖，所述后开口上螺接有后盖；所述出入口位于前盖上。

[0011] 进一步地，所述吸收涂层的材质为石墨材料。

[0012] 进一步地，所述热电堆为铜康铜热电堆。

[0013] 进一步地，所述石英玻璃管位于翅状吸收筒的中心位置，并能供光纤穿过。

[0014] 采用以上结构后，本发明具有如下优点：

[0015] 该传感器能消除现有传感器弊端，准确测量装配弥散型柱状光纤的激光器所产生的激光功率，精确稳定、线性好，解决了目前常规激光功率计无法测量的问题。附图说明

[0016] 图1是一种弥散光纤激光功率传感器的外部结构示意图；

[0017] 图2是一种弥散光纤激光功率传感器的内部结构示意图一；

[0018] 图3是一种弥散光纤激光功率传感器的内部结构示意图二；

[0019] 图4是一种弥散光纤激光功率传感器的外壳内部结构示意图；

[0020] 图5是一种弥散光纤激光功率传感器中翅状吸收筒的结构示意图；

[0021] 图6是一种弥散光纤激光功率传感器中导热翅片的结构示意图；

[0022] 图7是一种弥散光纤激光功率传感器中石英玻璃管的连接示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

[0024] 本发明提供的传感器消除现有传感器弊端，准确测量装配弥散型柱状光纤的激光器所产生的激光功率。

[0025] 结合附图1～7，一种弥散光纤激光功率传感器，包括前盖1、传感器外壳3以及位于外壳3内部的翅状吸收筒5、石英玻璃管6，石英玻璃管6套设在翅状吸收筒5内，且不与翅状吸收筒5接触；翅状吸收筒5内部设有吸收涂层511，翅状吸收筒5外部设有热电堆521；前盖1上设有供光纤伸入和伸出的出入口4。

[0026] 为了实现便于拆卸本装置中翅状吸收筒5，在外壳3上设置了前盖1和后盖2。并在前盖1上设置了出入口4，用于光纤从前盖1穿过，而后进入到石英玻璃管6内。在对本装置进行安装时，通过内六角螺丝74将前盖1安装在外壳3上。

[0027] 为了减少误差，石英玻璃管6两端的长度分别比外壳3大2mm，石英玻璃管6两端各嵌套一个橡胶防震环61，并分别安装于前盖1和后盖2上，并且处于筒体51同轴心位置与筒体51不接触。石英玻璃管6可供光纤穿过，并使之始终处于翅状吸收筒5中心位置。

[0028] 在具体设置的过程中，将外壳3设置为立方体形或圆柱体形，外壳3的长度根据被测光纤的长度调整，并采用铝合金材质制作。

[0029] 翅状吸收筒5包括筒体51、位于筒体51外表面上的若干导热翅片52，热电堆521设于导热翅片52上，吸收涂层511覆盖于筒体51内壁面上。

[0030] 在对导热翅片52进行设计加工时，可根据实际需求设置为若干个，并等距设置在圆柱型筒体51的外壁面上；热电堆521设置为若干个，在本实施例中，具体设置热电堆二522、热电堆三523和热电堆四524，还可以根据情况选择性设置热电堆521的数量。

[0031] 导热翅片52一端设于筒体51上，并且导热翅片52呈等距分布。

[0032] 导热翅片52的自由端设有若干安装孔73，外壳3上设有与安装孔73共线的装配孔71，用于通过内六角螺钉将翅状吸收筒5安装在外壳3内。

[0033] 导热翅片52的自由端部沿其所在平面垂直延伸到预定位置形成凸台，安装孔73位于凸台上。

[0034] 外壳3上设有便于活动拆卸翅状吸收筒5的前开口和后开口，前开口上螺接有前盖1，后开口上螺接有后盖2；出入口4位于前盖1上。

[0035] 吸收涂层511的材质为石墨材料。

[0036] 热电堆521为铜康铜热电堆。

[0037] 在对吸收涂层511和热电堆521进行材料的选择时，还可以选择其他材料，在本发明中，优选为石墨材料以及铜康铜热电堆。吸收涂层511的材料可以根据测量量程以及激光器波长改变，根据待测激光功率在吸收筒5内壁产生的温度范围不同，热电堆521的材料也会不同。

[0038] 为了使得翅状吸收筒5能够安装在外壳3内部，设置了与其形状适配的的十字形卡槽72，从而将其卡接在外壳3内后并用内六角螺丝74螺接起来。

[0039] 本装置的工作原理如下：

[0040] 当被测激光器装配的弥散型柱状光纤通过前盖1的光纤出入口4后，光纤会顺着定位石英玻璃管6进入翅状吸收筒5内。石英玻璃管6位于筒体51圆心位置并且与筒体51不接触。激光器发出的激光通过弥散光纤全方位均匀地照射在筒体51内壁的吸收涂层511上。吸收涂层511吸收了激光能量后温度上升，热量通过导热翅片52向外热传导并形成温度梯度，最终通过外壳3进行散热，达到热平衡。稳定的温度梯度被导热翅片52上的热电堆521敏感层采集并形成稳定的模拟电压信号，模拟电压信号通过线缆输出，经过放大滤波后能被采集并处理，通过校准定标就可以测出当前激光器的输出光功率。在测量结束之后，将光纤从出入口4处抽出。

[0041] 在具体制作本装置的过程中，吸收涂层511材料、导热翅片52的数量、筒体51的长度以及壁厚、组成热电堆521敏感层的热电偶的数量以及材料都可以根据需要测量的激光波长和功率量程进行调整。

[0042] 通过使用本装置来对激光进行测量，具有精确稳定、线性好的优点，解决了目前常规激光功率计无法测量的问题。

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