本發(fā)明屬于高能激光測量，具體涉及一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置。
背景技術：
1、高能聚焦激光在加工、制造和焊接等領域具有重要作用，典型聚焦光斑直徑是百微米到毫米級，高能聚焦激光質量的好壞直接影響激光的性能，急需評價光束質量因子、光斑直徑、光斑強度分布、束寬、焦點位置、光束參數積、光束聚焦特性等參數，高效穩(wěn)定可測量高能聚焦激光特征的測量裝置對提高激光的應用至關重要。
2、針對高能激光光束質量測試系統(tǒng)主要使用ccd探測器衰減測量法、滾筒式激光測量方法、空心探針掃描采樣測量等測量方法。
3、ccd探測器衰減測量法是間接測量方法，常采用衰減、分束的方法將高能激光功率能量衰減到低于探測器閾值的范圍，通過探測器將光信號轉換為電信號來進行測量，但ccd衰減探測法，無法對強激光進行直接探測，需要將入射激光進行大幅的分光或者衰減至低于探測器閾值的范圍，分光衰減的精度對整個測量系統(tǒng)有直接的影響，在實際搭建的測試系統(tǒng)中受環(huán)境或者其他因素的影響，無法保證穩(wěn)定一致的分光衰減比，同時大功率衰減分光，測試系統(tǒng)的非線性同樣無法保證，光斑形貌的測試精度較低；另外ccd衰減探測法每次測量只能測試激光光束同一位置的形貌，需要進行多次不同位置測試，才能計算束腰、發(fā)散角等激光參數。
4、滾筒式激光測量儀采用滾筒式的結構進行測量，激光照射到螺旋分布的小孔位置，穿過小孔后通過透鏡聚集到探測器，通過旋轉滾筒可以得到多條掃描帶，進而可以測得整個光束的功率密度分布，但是這種測量方式無法實時測量，也不能用于測量聚焦光斑。
5、空心探針掃描法是采用微型反射鏡來反射大光斑的其中小部分激光束進行探測的方法，通過旋轉取樣探針和前后移動探測器的方式，采樣得到相應的激光強度和功率密度二維分布，這種方法可以測量高功率光斑激光的功率密度分布。但探針掃描采樣法同樣每一次測量只能測試激光光束同一位置的形貌，需要進行多次不同位置測試，才能計算束腰、發(fā)散角等激光參數，操作復雜，造成測量精度下降，同時測量萬瓦級高能激光聚集光斑時存在損傷掃描探針的現象。目前的測試裝置內未安裝位置反饋裝置，無法滿足微光斑的測試需求。
6、因此設計一種在線實時測量激光形貌的掃描測量裝置迫在眉睫。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，所探測高能激光經過掃描探針和反射鏡，將光信號反射至探測器，通過旋轉、前后平移、垂直平移等三維運動控制掃描探針運動，實現整個激光的位置、強度、光束質量等實時在線測量。
2、為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：
3、一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，包括轉動部分、前后平移部分、垂直平移部分，其中，
4、所述前后平移部分為空心結構，所述轉動部分位于所述空心結構內；
5、激光通過所述前后平移部分進入到轉動部分，被所述轉動部分的空心掃描探針采集；所述轉動部分帶動所述空心掃描探針旋轉；所述前后平移部分帶動所述空心掃描探針前后平移；
6、所述垂直平移部分連接所述前后平移部分并帶動所述前后平移部分垂直平移。
7、本發(fā)明的有益效果在于：
8、本發(fā)明通過旋轉、前后平移、垂直平移掃描探針，實現整個激光的位置、強度、光束質量等實時在線全自動測量，提高了高能聚焦激光光斑的采樣精度和測試效率。
9、本發(fā)明裝置內可通入惰性氣體，防止高能激光測試過程中產生等離子體，既降低了高能聚焦激光對探針表面材料的損傷，又增大了可測最大功率密度范圍。
10、本發(fā)明裝置內的旋轉、平移機構設置高精度位置反饋傳感器，大大提升平臺的位置精度，滿足微光斑形貌的測試要求。
1.一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，包括轉動部分、前后平移部分、垂直平移部分，其中，
2.根據權利要求1所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述前后平移部分包括采樣口，所述轉動部分包括微孔，所述采樣口與所述微孔對應設置，所述激光通過所述采樣口進入微孔被所述空心掃描探針采集。
3.根據權利要求1所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述轉動部分包括空心掃描探針、轉盤、旋轉電機，其中，所述空心掃描探針安裝在圓形轉盤的圓周下方，所述轉盤上方安裝軸承配件，所述軸承配件的內外圈分別與轉盤和前后平移部分固定，所述旋轉電機通過同步帶帶動轉盤旋轉。
4.根據權利要求3所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述轉盤內部安裝有第二反射鏡，激光經所述空心掃描探針的微孔采樣后，依次到達微孔正下方的第一反射鏡、轉盤內部的第二反射鏡后，被光電探測器探測。
5.根據權利要求4所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述前后平移部分包括包括前后平移臺、前后平移絲杠、前后平移導軌、前后平移電機和光電探測器，所述光電探測器安裝在前后平移臺上，用于接收從第二反射鏡反射的光信號，前后平移絲杠的兩端分別與前后平移臺和垂直平移臺固定連接，前后平移導軌的兩端分別與前后平移臺和垂直平移臺滑動連接，通過前后平移電機帶動前后平移絲杠，前后平移絲杠帶動前后平移臺沿著前后平移導軌方向前后移動。
6.根據權利要求5所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述垂直平移部分包括垂直平移臺、垂直平移絲杠、垂直平移導軌和垂直平移電機，所述前后平移部分固定在垂直平移臺上，垂直平移絲杠與垂直平移臺固定連接，垂直平移導軌與垂直平移臺滑動連接，通過垂直平移電機實現垂直移動臺沿著垂直平移導軌方向垂直移動。
7.根據權利要求3所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述轉盤上方安裝齒輪、軸承配件，軸承的內外圈分別與轉盤和前后平移臺固定，轉盤轉動過程中，激光傳輸的方向保持不變。
8.根據權利要求6所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述前后平移臺首端設置采樣口，尾端設置快插進氣口，惰性氣體通過快插進氣口進入，從采樣口排出。
9.根據權利要求7所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述垂直平移絲杠的首尾兩端、垂直平移導軌的首尾兩端均與外殼連接，垂直平移絲杠的一端通過齒輪皮帶與垂直平移電機相連。
10.根據權利要求9所述的一種基于空心掃描探針方法的激光形貌測量裝置，其特征在于，所述外殼由金屬板通過螺釘固定而成，外殼內設有內襯板，用于安裝固定電路板，外殼后方設有電源插口、數據交換接口、進氣口和工作指示燈。