摘要：本文介绍了一种二氧化碳激光器功率特性智能在线测试装置，是一种智能化程度高且实时在线测试激光器功率特性的装置。该装置以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样对激光器进行在线检测而不需要停机重新布置后在激光器前端测试，并且提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性，并设置多通道，同时开展多路检测工作，采用程序化设定，自动的对功率特性相关参数自动检测。
关键词： 激光器 功率特性 尾镜取样 在线检测
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
1 引言
激光功率是激光器中最主要的参量，激光输出功率严重地影响着激光加工的质量，因此，在加工过程中， 如果能实时监控激光功率的变化，提高激光功率的稳定精度，对于提高产品合格率有着极其重要的作用。然而，在国内，无论是激光器生产厂家，还是激光设备应用厂家，大部分都没有激光器功率特性检测装置，激光器质量好坏只有在使用时才能发现，影响了激光加工的质量和连续型，如果在使用时发现问题，还会造成制造成本的增加。而部分厂家依据自己企业标准进行相关简单测试，也不符合激光器工业化应用的要求。并且少量激光器功率特性测试方法，也是传统的测试方法，往往采用逐一测试方式，不同的参数测试存在“排队等待”时间，降低了激光器功率特性测试的效率。另外，不同时段测试的数据本身存在一定的假定差异，测量精度和准确度不高。同时，激光设备大都需要连续化作业，而现有部分功率特性测试方法在测试激光功率时，需要激光设备停止工作，影响了激光加工的连续性。因此，研究开发激光器连续性工作参数检测装置，显得尤为迫切。
2 全反镜输出取样
以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样，提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性。并在此基础上进行测试方法与标准研究，使得未来激光器功率特性测试有据可依。
激光功率是激光器中最主要的参量，激光输出功率严重地影响着激光加工的质量，因此，在加工过程中， 如果能实时监控激光功率的变化，提高激光功率的稳定精度，对于提高产品合格率有着极其重要的作用。然而，在国内，无论是激光器生产厂家，还是激光设备应用厂家，大部分都没有激光器功率特性检测装置，激光器质量好坏只有在使用时才能发现，影响了激光加工的质量和连续型，如果在使用时发现问题，还会造成制造成本的增加。而部分厂家依据自己企业标准进行相关简单测试，也不符合激光器工业化应用的要求。并且少量激光器功率特性测试方法，也是传统的测试方法，测量精度和准确度不高，具体如下：
传统的激光功率检测方法是将激光照射到激光功率计或激光能量计上进行检测。这种测量技术对激光计探头的要求很高，通常以石墨为材料，探头响应很慢，且通常需要水冷，测量功率时必须停止加工，从而影响了加工的连续性，不能实时检测功率。另一种检测技术是在输出激光束的光路中，利用快速旋转的细针采样来测量激光功率。由于制作工艺和受环境的影响，造成采样不稳定，可引起检测偏差和系统不稳定，同时不可避免地使激光束传输和调整变得更复杂。
为了解决现有激光器与激光设备功率特性无检测或者检测精度与稳定性不高等缺陷，本文以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，如图1所示，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样，通过激光全反镜线性输出论证分析，提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性。
利用介质全反镜的微量透射光进行激光功率采样，透射光由探测器进行接收或经过光强衰减后到达探测器的光强为毫瓦量级，低于探测器的损伤阈值。探测器将光功率信号转变为电信号，经模数转换，送单片机处理后，有效保证了采集到的电流值和功率值的准确性，用户就可以得到准确的功率测量值。在研究激光器功率特性测试方法及测试装置的基础上进行测试方法与标准研究，使得未来激光器功率特性测试有据可依。
3 多通道多项目自动化检测
设置多通道，同时开展多路检测工作，采用程序化设定，自动的对阀值功率、阀值电压、功率曲线、功率稳定度、电流稳定度、功率电流特性等项目进行测试并记录数据，通过后台处理，将数据发送给主机，给出合格与否的判定，实现了整个过程的自动化智能检测。
激光器功率特性测试包括多种参数测试，在以往的测试方法中，往往采用逐一测试或者一一测试的方式，不同的参数测试存在“排队等待”时间，降低了激光器功率特性测试的效率。另外，在某些时候，可能需要用到几个相关联的测试数据进行分析与计算，而采用传统的测试方法需要一一翻看测试记录，不同时段测试的数据本身存在一定的差异，因此，这种情况下，逻辑关系计算结果不准确的概率也随着上升，而且人工测试也存在比较大的误差。
为了解决传统激光器功率特性测试方法存在的上述缺陷，项目智能在线测试装置设置多通道，同时多路开展检测工作，采用程序化设定，自动的对阀值功率、阀值电压、功率曲线、功率稳定度、电流稳定度、功率电流特性等项目进行测试并记录数据，通过后台处理，将数据发送给主机，给出合格与否的判定，实现了整个过程的自动化智能检测。
采用程序化设定，可根据需要设置相应的优先级别，提高测试的智能化程度，多通道检测，多个测试数据可通过数值、图形的方式显示，可方便操作者对某些具有逻辑关联的测试参数进行计算与分析，提高了测试结果的可靠性与准确性。
4 装置的研究
二氧化碳激光器功率特性智能在线测试装置研究的研制过程图如图2所示。
5 结束语
激光功率特性智能在线检测装置可在各二氧化碳激光器生产企业和检测机构中得到普及，为企业进行质量控制提供有力手段，具有一定的社会经济效益。也可以作为使用二氧化碳激光器作为激光类产品应用的企业进货检验控制产品质量的有效的方法。若本检测方法能提升为联盟标准或行业标准，将会提升二氧化碳激光器行业整体质量，也具有一定的社会效益。
检测装置能够实现“机代人”，大幅度节约劳动力成本，解决企业日益严峻的“招工难”、“用工贵”问题，努力实现产业的自动制造、智能制造、绿色制造和安全制造。同时本装置还能大幅提高检测数据的精确程度，满足生产企业和检测机构对产品质量控制和检测精度的要求。
参考文献
[1] 杨照金，王雷.激光功率和能量计量技术的现状与展望[J].应用光学，2004，25（3）：1-4.
[2] 李适民.激光器件原理与设计.北京：国防工业出版社。1998：220―2=56.
[3] 《关于进一步加大企业技术改造力度促进机器换人的实施意见》温政发〔2013〕78号
[4] 张锐.窄脉冲半导体激光器功率测量及校准技术研究[D].秦皇岛：燕山大学，2009.
[5] 杨照金，南瑶，黎高平，等.激光参数计量测试[J].应用光学，2002，23（1）：44-49.计量技术，1995，10：3O-31.
摘要：本文介绍了一种二氧化碳激光器功率特性智能在线测试装置，是一种智能化程度高且实时在线测试激光器功率特性的装置。该装置以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样对激光器进行在线检测而不需要停机重新布置后在激光器前端测试，并且提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性，并设置多通道，同时开展多路检测工作，采用程序化设定，自动的对功率特性相关参数自动检测。
关键词： 激光器 功率特性 尾镜取样 在线检测
中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00
1 引言
激光功率是激光器中最主要的参量，激光输出功率严重地影响着激光加工的质量，因此，在加工过程中， 如果能实时监控激光功率的变化，提高激光功率的稳定精度，对于提高产品合格率有着极其重要的作用。然而，在国内，无论是激光器生产厂家，还是激光设备应用厂家，大部分都没有激光器功率特性检测装置，激光器质量好坏只有在使用时才能发现，影响了激光加工的质量和连续型，如果在使用时发现问题，还会造成制造成本的增加。而部分厂家依据自己企业标准进行相关简单测试，也不符合激光器工业化应用的要求。并且少量激光器功率特性测试方法，也是传统的测试方法，往往采用逐一测试方式，不同的参数测试存在“排队等待”时间，降低了激光器功率特性测试的效率。另外，不同时段测试的数据本身存在一定的假定差异，测量精度和准确度不高。同时，激光设备大都需要连续化作业，而现有部分功率特性测试方法在测试激光功率时，需要激光设备停止工作，影响了激光加工的连续性。因此，研究开发激光器连续性工作参数检测装置，显得尤为迫切。
2 全反镜输出取样
以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样，提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性。并在此基础上进行测试方法与标准研究，使得未来激光器功率特性测试有据可依。
激光功率是激光器中最主要的参量，激光输出功率严重地影响着激光加工的质量，因此，在加工过程中， 如果能实时监控激光功率的变化，提高激光功率的稳定精度，对于提高产品合格率有着极其重要的作用。然而，在国内，无论是激光器生产厂家，还是激光设备应用厂家，大部分都没有激光器功率特性检测装置，激光器质量好坏只有在使用时才能发现，影响了激光加工的质量和连续型，如果在使用时发现问题，还会造成制造成本的增加。而部分厂家依据自己企业标准进行相关简单测试，也不符合激光器工业化应用的要求。并且少量激光器功率特性测试方法，也是传统的测试方法，测量精度和准确度不高，具体如下：
传统的激光功率检测方法是将激光照射到激光功率计或激光能量计上进行检测。这种测量技术对激光计探头的要求很高，通常以石墨为材料，探头响应很慢，且通常需要水冷，测量功率时必须停止加工，从而影响了加工的连续性，不能实时检测功率。另一种检测技术是在输出激光束的光路中，利用快速旋转的细针采样来测量激光功率。由于制作工艺和受环境的影响，造成采样不稳定，可引起检测偏差和系统不稳定，同时不可避免地使激光束传输和调整变得更复杂。
为了解决现有激光器与激光设备功率特性无检测或者检测精度与稳定性不高等缺陷，本文以工作波长为10.6μmCO2激光器功率特性测试为研究对象，研制专门测试装置，如图1所示，利用激光谐振腔低透射率介质膜全反射的特性，采用尾镜进行激光取样，通过激光全反镜线性输出论证分析，提高取样的准确度与精度，确保测试的可靠性。
利用介质全反镜的微量透射光进行激光功率采样，透射光由探测器进行接收或经过光强衰减后到达探测器的光强为毫瓦量级，低于探测器的损伤阈值。探测器将光功率信号转变为电信号，经模数转换，送单片机处理后，有效保证了采集到的电流值和功率值的准确性，用户就可以得到准确的功率测量值。在研究激光器功率特性测试方法及测试装置的基础上进行测试方法与标准研究，使得未来激光器功率特性测试有据可依。
3 多通道多项目自动化检测
设置多通道，同时开展多路检测工作，采用程序化设定，自动的对阀值功率、阀值电压、功率曲线、功率稳定度、电流稳定度、功率电流特性等项目进行测试并记录数据，通过后台处理，将数据发送给主机，给出合格与否的判定，实现了整个过程的自动化智能检测。
激光器功率特性测试包括多种参数测试，在以往的测试方法中，往往采用逐一测试或者一一测试的方式，不同的参数测试存在“排队等待”时间，降低了激光器功率特性测试的效率。另外，在某些时候，可能需要用到几个相关联的测试数据进行分析与计算，而采用传统的测试方法需要一一翻看测试记录，不同时段测试的数据本身存在一定的差异，因此，这种情况下，逻辑关系计算结果不准确的概率也随着上升，而且人工测试也存在比较大的误差。
为了解决传统激光器功率特性测试方法存在的上述缺陷，项目智能在线测试装置设置多通道，同时多路开展检测工作，采用程序化设定，自动的对阀值功率、阀值电压、功率曲线、功率稳定度、电流稳定度、功率电流特性等项目进行测试并记录数据，通过后台处理，将数据发送给主机，给出合格与否的判定，实现了整个过程的自动化智能检测。
采用程序化设定，可根据需要设置相应的优先级别，提高测试的智能化程度，多通道检测，多个测试数据可通过数值、图形的方式显示，可方便操作者对某些具有逻辑关联的测试参数进行计算与分析，提高了测试结果的可靠性与准确性。
4 装置的研究
二氧化碳激光器功率特性智能在线测试装置研究的研制过程图如图2所示。
5 结束语
激光功率特性智能在线检测装置可在各二氧化碳激光器生产企业和检测机构中得到普及，为企业进行质量控制提供有力手段，具有一定的社会经济效益。也可以作为使用二氧化碳激光器作为激光类产品应用的企业进货检验控制产品质量的有效的方法。若本检测方法能提升为联盟标准或行业标准，将会提升二氧化碳激光器行业整体质量，也具有一定的社会效益。
检测装置能够实现“机代人”，大幅度节约劳动力成本，解决企业日益严峻的“招工难”、“用工贵”问题，努力实现产业的自动制造、智能制造、绿色制造和安全制造。同时本装置还能大幅提高检测数据的精确程度，满足生产企业和检测机构对产品质量控制和检测精度的要求。
参考文献
[1] 杨照金，王雷.激光功率和能量计量技术的现状与展望[J].应用光学，2004，25（3）：1-4.
[2] 李适民.激光器件原理与设计.北京：国防工业出版社。1998：220―2=56.
[3] 《关于进一步加大企业技术改造力度促进机器换人的实施意见》温政发〔2013〕78号
[4] 张锐.窄脉冲半导体激光器功率测量及校准技术研究[D].秦皇岛：燕山大学，2009.
[5] 杨照金，南瑶，黎高平，等.激光参数计量测试[J].应用光学，2002，23（1）：44-49.计量技术，1995，10：3O-31.