基于红外辐射测量的激光功率计

摘要

本发明提供一种基于红外辐射测量的激光功率计，包括：红外辐射转换器、会聚装置、斩波器、驱动器、第一探测器、第二探测器和控制处理器；其中，驱动器的输入端与控制处理器的第一输出端连接，驱动器的输出端与斩波器连接，控制处理器的第一输入端与第一探测器的输出端连接，控制处理器的第二输入端与第二探测器的输出端连接。会聚装置位于红外辐射转换器和斩波器之间，用于将红外辐射转换器发射的红外辐射线会聚至第一探测器的光敏面；斩波器位于第一探测器的光敏面和第二探测器的光敏面的正前方。本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，可以对紫外到远红外光谱范围内的任一波长的待测激光的激光功率进行测量，提高了该激光功率计的适用性。

说明书

技术领域

本发明涉及激光功率测量技术领域，尤其涉及一种基于红外辐射测量的 激光功率计。

背景技术

现有技术中，由于在生产、检验或维修激光设备和激光仪器时，均需要 对激光设备和激光仪器的激光功率进行测量，所以激光功率计成为了必不可 少的工具。其中，光电型激光功率计是测量激光功率所使用的主要设备之一。

上述光电型激光功率计通常由光电探测器和适当的电路组成。其中，光 电探测器用于探测待测激光，并将探测到的待测激光进行光电转换，生成电 信号，使光电型激光功率计可以通过测量电信号确定待测激光的激光功率。

但是，由于光电探测器具有光谱选择性，也就是说，光电探测器对不同 波长范围内的待测激光的响应度不一样，使得光电型激光功率计只能对特定 波长范围内的待测激光的激光功率进行测量，其探测的光谱范围较窄，适用 性不高。

发明内容

本发明提供一种基于红外辐射测量的激光功率计，用以解决现有技术中 光电型激光功率计探测的光谱范围较窄，适用性不高的技术问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于红外辐射测量的激光功率计，所述基于 红外辐射测量的激光功率计包括：红外辐射转换器、会聚装置、斩波器、驱 动器、第一探测器、第二探测器和控制处理器；其中，所述驱动器的输入端 与所述控制处理器的第一输出端连接，所述驱动器的输出端与所述斩波器连 接，所述控制处理器的第一输入端与所述第一探测器的输出端连接，所述控 制处理器的第二输入端与所述第二探测器的输出端连接；

所述会聚装置位于所述红外辐射转换器和所述斩波器之间，用于将接收 到的所述红外辐射转换器发射的红外辐射线会聚至所述第一探测器的光敏 面；

所述斩波器位于所述第一探测器的光敏面和所述第二探测器的光敏面的 正前方。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述基于红外 辐射测量的激光功率计还包括：第一带通光学滤波器和第二带通光学滤波器；

所述第一带通光学滤波器覆盖在所述第一探测器的光敏面，所述第二带 通光学滤波器覆盖在所述第二探测器的光敏面。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在第一方面的第二 种可能的实施方式中，所述基于红外辐射测量的激光功率计还包括：显示器；

所述显示器的输入端与所述控制处理器的第二输出端连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，在第一方面的第三种可能的实 施方式中，所述红外辐射转换器的光感应区域设置有吸光涂层。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第四种可能的实 施方式中，所述会聚装置为透射式会聚装置，所述透射式会聚装置用于将所 述红外辐射转换器发射的红外辐射线透射会聚至所述第一探测器的光敏面。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实 施方式中，所述透射式会聚装置的入射面和出射面均镀有针对所述红外辐射 线波长的增透膜。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实 施方式中，所述会聚装置为反射式会聚装置，所述反射式会聚装置用于将所 述红外辐射转换器发射的红外辐射线反射会聚至所述第一探测器的光敏面。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，在第一方面的第七种可能的实 施方式中，所述反射式会聚装置的反射面镀有针对所述红外辐射线波长的反 射膜，所述反射膜为金膜、银膜、铜膜、铝膜或高反射介质膜；其中，所述 高反射介质膜为对所述红外辐射线的反射率大于99.5％的反射介质膜。

结合第一方面，在第一方面的第八种可能的实施方式中，所述第一探测 器和所述第二探测器均为锑化铟InSb探测器，或者，所述第一探测器和所述 第二探测器均为碲镉汞TgCdTe探测器。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，通过红外辐射转换器具 有的光热转换的功能，可以将紫外到远红外光谱区内任一波长的待测激光转 换为红外辐射线，进而通过测量红外辐射线即可确定待测激光的激光功率。 因此，本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，可以对紫外到远红外 光谱范围内的任一波长的待测激光的激光功率进行测量，提高了激光功率计 的适用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计实施例一的结构示 意图；

图2为本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计实施例二的结构示 意图；

图3为本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计实施例三的结构示 意图；

图4为本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计实施例四的结构示 意图。

附图标记：

101：红外辐射转换器；102：会聚装置；

103：斩波器；104：驱动器；

105：第一探测器；106：第二探测器；

107：控制处理器；108：激光发射源；

109：第一带通光学滤波器；110：第二带通光学滤波器；

111：显示器；1041：驱动器的输入端；

1042：驱动器的输出端；1051：第一探测器的输出端；

1052：第一探测器的光敏面；1061：第二探测器的输出端；

1062：第二探测器的光敏面；1071：控制处理器的第一输入端；

1072：控制处理器的第二输入端；1073：控制处理器的第一输出端；

1074：控制处理器的第二输出端；1111：显示器的输入端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计可以用于测量待测激光的 激光功率。其中，该待测激光可以为任一激光发射源所发射的激光，例如： 激光器、激光应用设备等。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，旨在解决现有技术中的 光电型激光功率计探测的光谱范围较窄，适用性不高的技术问题。

为了便于对本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计进行描述，在 下述实施例中，将基于红外辐射测量的激光功率计简称为激光功率计，将除 待测激光和“红外辐射转换器发射的红外辐射线”之外的其他光均称为杂散 光。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具 体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例 不再赘述。

图1为本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计实施例一的结构示 意图，如图1所示，该基于红外辐射测量的激光功率计包括：红外辐射转换 器101、会聚装置102、斩波器103、驱动器104、第一探测器105、第二探 测器106和控制处理器107；其中，驱动器的输入端1041与控制处理器的第 一输出端1073连接，驱动器的输出端1042与斩波器103连接，控制处理器 的第一输入端1071与第一探测器的输出端1051连接，控制处理器的第二输 入端1072与第二探测器的输出端1061连接；会聚装置102位于红外辐射转 换器101和斩波器103之间，用于将接收到的红外辐射转换器101发射的红 外辐射线会聚至第一探测器的光敏面1052。斩波器103位于第一探测器的光 敏面1052和第二探测器的光敏面1062的正前方。

具体的，上述红外辐射转换器101可以设置在能够吸收激光发射源108 发射的待测激光的任一位置，其中，红外辐射转换器101上设置有光感应区 域，该光感应区域用于吸收激光发射源108发射的待测激光，并对吸收的待 测激光进行光热转换，使光感应区域的温度升高并向外发射红外辐射线，由 设置在红外辐射转换器101所发射的红外辐射线所覆盖的范围内的会聚装置 102接收该部分红外辐射线，并将接收到的红外辐射线会聚至第一探测器的 光敏面1052。由于上述红外辐射转换器101具有在紫外到远红外光谱区响应 曲线平坦的特点，因此，上述红外辐射转换器101可以对紫外到远红外光谱 区内的任一波长的待测激光进行光热转换，并向外发射红外辐射线，也就是 说，上述红外辐射转换器101对其吸收的待测激光的波长没有限制，因而， 本发明提供的激光功率计，可以通过红外辐射转换器101将紫外到远红外光 谱区内的任一波长的待测激光转换为红外辐射线，并通过测量该红外辐射线 的强弱确定待测激光的激光功率。同时，由于红外辐射转换器101在将待测 激光转换为红外辐射线时的用时较少，因此缩短了激光功率计的响应时间。

上述驱动器的输入端1041与控制处理器的第一输出端1073连接，用于 接收控制处理器107发送的控制指令。其中，该控制指令用于指示驱动器104 向斩波器103发送驱动指令。上述驱动器104在接收到控制处理器107发送 的控制指令后，向斩波器103发送驱动指令。上述控制指令和驱动指令中均 携带有控制信号，该控制信号为一具有固定频率f1的信号，该固定频率f1 与斩波器103的目标转速n为正比关系。

上述斩波器103设置在第一探测器的光敏面1052和第二探测器的光敏面 1062的正前方，用于接收驱动器104发送的驱动指令，并将驱动指令中携带 的控制信号的固定频率f1转换为目标转速n，并以该目标转速n进行旋转， 对经过斩波器103的光进行斩波(即光会被斩波器103以固定频率f1斩断， 因此该斩波后的光会以固定频率f1被第一探测器的光敏面1052和第二探测 器的光敏面1062探测到，即被斩波器103斩波后的光并不是连续的光，而是 以固定频率f1为频率间隔出现在第一探测器的光敏面1052和第二探测器的 光敏面1062)。上述斩波器103可以为任一类型的光学斩波器，且上述斩波 器103所具有的斩波功能和斩波的实现方式与现有技术中的光学斩波器的所 具有的斩波功能和斩波的实现方式均相同。上述“将驱动指令中携带的控制 信号的固定频率f1转换为目标转速n”具体可以通过现有技术的任一频率与 转速的换算方式获得，本发明对此不再赘述。

上述第一探测器105用于探测会聚装置102会聚至第一探测器的光敏面 1052的红外辐射线和杂散光，并对探测到的红外辐射线和杂散光进行光电转 换，将光电转换后生成的第一电信号发送至控制处理器107。需要说明的是， 由于会聚装置102位于红外辐射转换器101和斩波器103之间，而斩波器103 位于第一探测器的光敏面1052的正前方，所以斩波器103位于会聚装置102 和第一探测器的光敏面1052之间，也就是说，上述会聚装置102所会聚的红 外辐射线在被上述斩波器103斩波后会聚至第一探测器的光敏面1052，因此， 第一探测器的光敏面1052所探测到的光(第一探测器的光敏面1052所探测 到的光称为第一光信号)包括以固定频率f1被探测到的被斩波器103斩波后 的红外辐射线、以固定频率f1被探测到的被斩波器103斩波后的杂散光、未 被斩波器103斩波的杂散光。由于第一探测器105在对第一光信号进行光电 转换的过程中会产生电路噪声，所以上述第一电信号包括：被斩波器103斩 波后的红外辐射线进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号、被斩波 器103斩波后的杂散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号、未 被斩波器103斩波的杂散光进行光电转换后生成的电信号、电路噪声引入的 电信号。

上述第二探测器106用于探测杂散光，并对探测到的杂散光进行光电转 换，将光电转换后生成的第二电信号发送至控制处理器107。如上述所说， 由于斩波器103位于第二探测器的光敏面1062的正前方，所以第二探测器的 光敏面1062所探测到的光(第二探测器的光敏面1062所探测到的光称为第 二光信号)包括以固定频率f1被探测到的被斩波器103斩波后的杂散光、未 被斩波器103斩波的杂散光。由于第二探测器106在对第二光信号进行光电 转换的过程中会产生电路噪声，所以第二电信号包括：被斩波器103斩波后 的杂散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号、未被斩波器103 斩波的杂散光进行光电转换后生成的电信号和电路噪声引入的电信号。在本 实施例中，上述第一探测器105和第二探测器106可以为具有探测红外辐射 线功能的同一类型的光电探测器。

上述控制处理器的第一输入端1071与第一探测器的输出端1051连接， 用于接收第一探测器105输出的第一电信号；控制处理器的第二输入端1072 与第二探测器的输出端1061连接，用于接收第二探测器106输出的第二电信 号。上述控制处理器107，还用于在接收到第一探测器105输出的第一电信 号和第二探测器106输出的第二电信号后，对第一电信号和第二电信号进行 放大和滤波，分别生成第一子电信号和第二子电信号，并将第一子电信号的 幅度与“第二子电信号的幅度和加权系数γ的乘积”相减，以获得第一子电 信号和第二子电信号的幅度差值I_r，从而根据该幅度差值I_r与激光功率P的对 应关系确定出待测激光的激光功率。

上述激光功率计获取待测激光的激光功率的过程中，涉及到的控制处理 器107对“接收的第一电信号和第二电信号进行放大和滤波，分别生成第一 子电信号和第二子电信号”，具体可以为：控制处理器107将发送给驱动器 104的控制指令中携带的控制信号作为参考信号，将第一电信号和第二电信 号分别与参考信号进行互相关运算，使第一电信号和第二电信号中频率与控 制信号的固定频率f1相同且相位与控制信号的相位的差值为固定值的电信号 进行锁相放大，并采用滤波电路对锁相放大后的信号进行滤波，仅使频率为 固定频率f1的电信号可以通过滤波电路。其中，第一电信号中经过放大、滤 波后的电信号称为第一子电信号，第二电信号中经过放大、滤波后的电信号 称为第二子电信号。这样，通过上述方式，就可以使经过放大和滤波后的第 一子电信号和第二子电信号仅包括具有固定频率f1且相位与控制信号的相位 的差值为固定值的电信号。

由于第一电信号中包括：被斩波器103斩波后的红外辐射线进行光电转 换后生成的具有固定频率f1的电信号、被斩波器103斩波后的杂散光进行光 电转换后生成的具有固定频率f1的电信号、未被斩波器103斩波的杂散光进 行光电转换后生成的电信号、电路噪声引入的电信号，则经过上述放大、滤 波后的第一子电信号包括：被斩波器103斩波后的红外辐射线进行光电转换 后生成的具有固定频率f1的电信号和被斩波器103斩波后的杂散光进行光电 转换后生成的具有固定频率f1的电信号。由于第二电信号中包括：被斩波器 103斩波后的杂散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号、未被 斩波器103斩波的杂散光进行光电转换后生成的电信号、电路噪声引入的电 信号，则经过上述放大、滤波处理后的第二子电信号主要包括：被斩波器103 斩波后的杂散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号。

需要说明的是，在进行上述放大、滤波的过程中，由于第一电信号和第 二电信号中包括的“未被斩波器103斩波的杂散光进行光电转换后生成的电 信号”的频率、以及电路噪声引入的电信号的频率均与控制信号的固定频率 f1不同，所以第一电信号和第二电信号中包括的“未被斩波器103斩波的杂 散光进行光电转换后生成的电信号、电路噪声引入的电信号”中频率接近固 定频率f1的电信号可以在锁相放大过程中被抵消掉，频率偏离固定频率f1 的电信号可以被滤波电路滤除掉。因此，通过该放大、滤波处理，可以大幅 度降低第一电信号和第二电信号中包括的“未被斩波器103斩波的杂散光进 行光电转换后生成的电信号和电路噪声引入的电信号”的幅度，达到放大第 一电信号和第二电信号中的有用电信号、抑制无用电信号(即上述未被斩波 器103斩波的杂散光进行光电转换后生成的电信号、电路噪声引入的电信号) 的目的，进而提高了第一电信号和第二电信号的信噪比，即使在第一电信号 和第二电信号中包括的有用电信号很微弱的情况下，也可以被控制处理器107 放大，进而提高了激光功率计的灵敏度。

下面对本发明提供的激光功率计的工作过程进行详细说明，该工作过程 包括校准过程和测量过程，具体如下：

一、校准过程(该过程为根据实际的测量环境调整激光功率计的光路和 确定加权系数γ的过程)

步骤S101：开启激光发射源108，使激光发射源108发射待测激光，并 根据该待测激光进行光路调整。

具体的，上述光路调整包括：调整红外辐射转换器101的位置，使红外 辐射转换器101的光感应区域可以吸收到上述待测激光；调整会聚装置102 的位置，使会聚装置102可以接收上述红外辐射转换器101发射的红外辐射 线，并可以将接收到的红外辐射线会聚至第一探测器的光敏面1052。

步骤S102：关闭激光发射源108，并使红外辐射转换器101冷却至常温 状态。

具体的，在上述红外辐射转换器101冷却至常温状态后，红外辐射转换 器101就不会向外发射红外辐射线，进而会聚装置102也就不会接收到红外 辐射线。

步骤S103：控制处理器107向驱动器104发送控制指令。其中，控制指 令用于指示驱动器104向斩波器103发送驱动指令，该控制指令中携带有控 制信号，控制信号为一具有固定频率f1的信号。

步骤S104：驱动器104接收到控制处理器107发送的控制指令后，向斩 波器103发送驱动指令。其中，驱动指令中携带有与控制指令中相同的控制 信号。

步骤S105：斩波器103在接收到驱动器104发送的驱动指令后，将驱动 指令中携带的控制信号的固定频率f1转换为目标转速n，并以该目标转速n 进行旋转，对经过斩波器103的光进行斩波。

步骤S106：第一探测器105探测杂散光B，并将探测到的杂散光(第一 探测器所探测到的杂散光为B1)进行光电转换生成电信号A1，然后将所生 成电信号A1发送给控制处理器107。

步骤S107：第二探测器106探测杂散光B，并将探测到的杂散光(第二 探测器所探测到的杂散光为B2)进行光电转换生成电信号A2，然后将所生 成的电信号A2发送给控制处理器107。

具体的，由于在上述步骤S102中，激光发射源108被关闭，且红外辐射 转换器101也被冷却至常温状态，所以红外辐射转换器101就不会向外发射 红外辐射线，进而会聚装置102也就不会接收到红外辐射线，因此，在步骤 S106中，第一探测器的光敏面1052也就不会探测到会聚装置102会聚的红 外辐射线，则第一探测器105和第二探测器106所探测的光就仅为杂散光B。 也就是说，通过上述步骤S102，使第一探测器105和第二探测器106处于相 同的测量环境对相同的杂散光进行探测，但是两个探测器探测同一杂散光B 时，所探测到的杂散光是不同的(第一探测器探测到的杂散光为B1，第二探 测器探测到的杂散光为B2)。

步骤S108：控制处理器107在接收到电信号A1和电信号A2后，对电 信号A1和电信号A2进行放大、滤波后生成子电信号A11和子电信号A21， 并将电信号A11的幅度E₁₁和子电信号A21的幅度E₂₁相除，得到加权系数γ。

具体的，由于在上述步骤S106和步骤S107中，第一探测器105和第二 探测器106是处于相同的测量环境对相同的杂散光进行探测，所以在理想的 情况下，第一探测器105和第二探测器106所探测到的杂散光应该是相同的 (即B1应该等于B2)，因而根据相同的杂散光得到的电信号也应该是相同 的(即A1等于A2)，但是，由于第一探测器105和第二探测器106的制作 工艺等原因，第一探测器105和第二探测器106的性能参数并不会完全一致， 所以在实际情况下，第一探测器105和第二探测器106所探测到的杂散光的 光量是不同的(即实际情况下，上述B1不等于B2)，因而两个探测器所得 到的电信号也是不同的(即A1不等于A2)。因此，通过上述步骤S102，使 得在步骤S106和步骤S107中，第一探测器105和第二探测器106可以处于 相同的测量环境对相同的杂散光进行探测，进而通过本步骤S108就可以确定 出能够将“第二探测器106所探测到的被斩波器103斩波后的杂散光所转换 生成的电信号(即子电信号A21)”与“第一探测器105所探测到的被斩波 器103斩波后的杂散光所转换生成的电信号”(即子电信号A11)进行等效 的加权系数γ，从而在后续的测量过程中，就可以利用该加权系数γ过滤掉第 一探测器105的第一子电信号中的“被斩波器103斩波后的杂散光进行光电 转换后生成的具有固定频率f1的电信号”，从而使得第一子电信号中只包括 “被斩波器103斩波后的红外辐射线进行光电转换后生成的具有固定频率f1 的电信号”，这样就可以使得激光功率计测量的待测激光的功率更加准确。 其中，该加权系数γ可以通过下述公式(1)确定：

$\gamma =\frac{E_{11}}{E_{21}}---\left(1\right)$

执行完步骤S108以后，就完成了激光功率计的校准过程，即可以通过上 述调整好的光路和确定的加权系数γ对待测激光的激光功率进行测量，具体 测量过程可参见下述步骤S201-步骤S209。需要说明的是，若上述测量环境 (如温度、杂散光强度等)一直保持不变，则激光功率计后续再对待测激光 进行测量时，就可以仅执行下述测量过程的步骤，不用再执行上述校准过程， 即不用执行步骤S101-步骤S108，直接执行步骤S201-S209即可。

二、测量过程(该过程为根据实际的测量环境对待测激光的激光功率进 行测量的过程)

步骤S201：开启激光发射源108，使激光发射源108向红外辐射转换器 101发射待测激光。

步骤S202：红外辐射转换器101的光感应区域在吸收待测激光后，对待 测激光进行光热转换，使光感应区域的温度升高并向外发射红外辐射线。

步骤S203：会聚装置102将红外辐射转换器101发射的红外辐射线会聚 至第一探测器的光敏面1052。

步骤S204：控制处理器107向驱动器104发送控制指令。其中，控制指 令用于指示驱动器104向斩波器103发送驱动指令，该控制指令中携带有控 制信号，控制信号为一具有固定频率f1的信号。

步骤S205：驱动器104接收到控制处理器107发送的控制指令后，向斩 波器103发送驱动指令。其中，驱动指令中携带有与控制指令中相同的控制 信号。

步骤S206：斩波器103在接收到驱动器104发送的驱动指令后，将驱动 指令中携带的控制信号的固定频率f1转换为目标转速n，并以该目标转速n 进行旋转，对经过斩波器103的光进行斩波。

步骤S207：第一探测器105探测第一光信号，并将探测到的第一光信号 进行光电转换生成第一电信号，然后将所生成第一电信号发送给控制处理器 107。

步骤S208：第二探测器106探测第二光信号，并将探测到的第二光信号 进行光电转换生成第二电信号，然后将所生成的第二电信号发送给控制处理 器107。

步骤S209：控制处理器107在接收到第一电信号和第二电信号后，对第 一电信号和第二电信号进行放大和滤波后生成第一子电信号和第二子电信 号，并将第一子电信号的幅度E₁与“第二子电信号的幅度E₂和加权系数γ的 乘积”相减，以获得第一子电信号和第二子电信号的幅度差值I_r，从而根据 该幅度差值I_r与激光功率P的对应关系确定出待测激光的激光功率。

具体的，在控制处理器107将第一电信号和第二电信号进行放大滤波分 别生成第一子电信号和第二子电信号后，就可以依据上述校准过程确定的加 权系数γ，将第二子电信号中包括的“被斩波器103斩波后的杂散光进行光 电转换后生成的具有固定频率f1的电信号”等效于第一子电信号中包括的“被 斩波器103斩波后的杂散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信 号”，进而可以精确的将第一子电信号中包括的“被斩波器103斩波后的杂 散光进行光电转换后生成的具有固定频率f1的电信号”过滤掉，从而使第一 子电信号中仅包括“被斩波器103斩波后的红外辐射线进行光电转换后生成 的具有固定频率f1的电信号”，即第一子电信号中此时并不存在其他的杂散 光转换后的电信号，这样使得激光功率计就可以根据该第一子电信号的幅度 与激光功率的对应关系准确的确定出待测激光的激光功率。其中，上述第一 子电信号和第二子电信号的幅度差值I_r可以采用如下公式(2)确定，该公式 (2)具体为：

I_r＝E₁-γE₂(2)

通过上述公式(2)确定第一子电信号和第二子电信号的幅度差值I_r后， 就可以根据该幅度差值I_r与激光功率P的对应关系准确的确定待测激光的激 光功率。其中，上述“根据该幅度差值I_r与激光功率P的对应关系确定待测 激光的激光功率”的具体实现方式可以采用本领域技术人员公知的任一实现 方式实现，本发明对此不再赘述。上述公式(2)中的加权系数γ即为在上述 校准过程中所确定的加权系数γ。

执行完步骤S209后，激光功率计就完成了对待测激光的激光功率的测 量。其中，上述步骤S201和步骤S204-步骤S206的执行顺序可以不分先后， 例如：可以先执行步骤S201再执行步骤S204-步骤S206，也可以先执行步骤 S204-步骤S206再执行步骤S201，也可以同时执行步骤S201和步骤S204- 步骤S206。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，通过红外辐射转换器具 有的光热转换的功能，可以将紫外到远红外光谱区内任一波长的待测激光转 换为红外辐射线，进而通过测量红外辐射线即可确定待测激光的激光功率。 因此，本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，可以对紫外到远红外 光谱范围内的任一波长的待测激光的激光功率进行测量，提高了激光功率计 的适用性。

进一步地，在上述实施例的基础上，图2为本发明提供的基于红外辐射 测量的激光功率计实施例二的结构示意图。如图2所示，上述激光功率计还 包括：第一带通光学滤波器109和第二带通光学滤波器110；第一带通光学 滤波器109覆盖在第一探测器的光敏面1052，第二带通光学滤波器110覆盖 在第二探测器的光敏面1062。

具体的，上述第一带通光学滤波器109和第二带通光学滤波器110均可 以为仅能够使红外辐射线通过的带通光学滤波器。通过将第一带通滤波器109 覆盖在第一探测器的光敏面1052上，可以将不在第一带通光学滤波器109的 带通范围内的杂散光滤除掉，减少了第一探测器105所探测到的杂散光，进 而使第一探测器105输出的第一电信号中的无用电信号减少。同理，通过将 第二带通光学滤波器110覆盖在第二探测器的光敏面1062上，也可以同样减 少了第二探测器106所探测到的杂散光，进而使第二探测器106输出的第二 电信号中的无用电信号减少。

这样，当控制处理器107对上述第一电信号和第二电信号进行放大、滤 波后，所得到的第一子电信号和第二子电信号的信噪比更优，进而提升了激 光功率计的灵敏度。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，通过在第一探测器的光 敏面和第二探测器的光敏面上分别覆盖带通光学滤波器，可以降低第一探测 器和第二探测器探测的杂散光量，进而提高了激光功率计的灵敏度。

进一步的，在上述实施例的基础上，图3为本发明提供的基于红外辐射 测量的激光功率计实施例三的结构示意图。如图3所示，该激光功率计还包 括：显示器111；显示器的输入端1111与控制处理器的第二输出端1074连 接。

具体的，为了使用户可以直观的获取到待测激光的激光功率，可以将以 一显示器111与控制处理器107连接，这样，当激光功率计通过上述测量方 式获取到待测激光的激光功率后，就可以通过控制处理器107将获取的待测 激光的激光功率发送给显示器111进行显示。其中，该显示器111可以为任 一具有显示功能的显示器，该显示器111显示待测激光的激光功率的方式可 以为图形显示或者数字显示等。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，通过设置与控制处理器 连接的显示器，使得激光功率计通过测量获取到待测激光的激光功率后，用 户可以通过显示器直观且方便的获取到待测激光的激光功率，提高了用户的 体验。

进一步的，在上述实施例的基础上，为了提高红外辐射转换器101吸收 待测激光的能力，进一步缩短红外辐射转换器101对待测激光进行光热转换 的时间，可以在上述红外辐射转换器101的光感应区域设置吸光涂层，该吸 光涂层用于增加红外辐射转换器101的激光吸收率。这样，红外辐射转换器 101可以在较短的时间内吸收到足够进行光热转换的待测激光，进一步缩短 红外辐射转换器101将待测激光转换为红外辐射线的时间，进而进一步缩短 了激光功率计的响应时间，提高了激光功率计的测量效率。

进一步的，在上述实施例的基础上，上述会聚装置102可以为任一具有 接收并会聚红外辐射线功能的会聚装置。可选的，上述会聚装置102可以为 透射式会聚装置，其中，透射式会聚装置用于将红外辐射转换器101发射的 红外辐射线透射会聚至第一探测器的光敏面1052。上述图1中示出的是以会 聚装置102为透射式会聚装置为例的激光功率计，如图1所示，该透射式会 聚装置可以为任一具有透射会聚功能的会聚装置，例如：凸透镜等。进一步 可选的，为了提高透射式会聚装置对红外辐射线的透射率，上述透射式会聚 装置的入射面和出射面均可以镀有针对红外辐射线波长的增透膜。这样，即 便在透射式会聚装置接收到的红外辐射线很微弱的情况，透射式会聚装置仍 然可以将其接收到的大部分红外辐射线透射会聚至第一探测器的光敏面 1052，进一步提高了激光功率计的灵敏度。

可选的，在上述实施例的基础上，图4为本发明提供的基于红外辐射测 量的激光功率计实施例四的结构示意图。如图4所示，上述会聚装置102还 可以为反射式会聚装置，其中，反射式会聚装置用于将红外辐射转换器101 发射的红外辐射线反射会聚至第一探测器的光敏面1052。该反射式会聚装置 可以为任一具有反射会聚功能的会聚装置，例如：反射镜等。进一步可选的， 为了提高反射式会聚装置对红外辐射线的反射率，上述反射式会聚装置的反 射面可以镀有针对红外辐射线波长的反射膜，该反射膜可以为金膜、银膜、 铜膜、铝膜或高反射介质膜，其中，高反射介质膜为对红外辐射线的反射率 大于99.5％的反射介质膜。这样，即便在反射式会聚装置接收到的红外辐射 线很微弱的情况，反射式会聚装置仍然可以将其接收到的大部分红外辐射线 反射会聚至第一探测器的光敏面1052，进一步提高了激光功率计的灵敏度。

进一步地，在上述实施例的基础上，为了提高激光功率计测量结果的准 确性，可以将上述第一探测器105和第二探测器106设置为同一类型的光电 探测器。例如：上述第一探测器105和第二探测器106可以均为锑化铟InSb 探测器，或者，第一探测器105和第二探测器106可以均为碲镉汞TgCdTe 探测器。

进一步地，在上述实施例的基础上，为了提高激光功率计的测量结果的 准确性，避免红外辐射转换器101在对当前待测激光进行光热转换时，其上 还残留对前一次待测激光进行光热转换所产生热量，上述红外辐射转换器101 可以采用传导冷却的热交换方式，使红外辐射转换器101可以将其上残留的 “对前一次待测激光进行光热转换所产生的热量”直接传导至外界的大气、 大地，以达到冷却降温的目的。这样，当红外辐射转换器101对当前待测激 光进行光热转换时，红外辐射转换器101所发射的红外辐射线就仅为对当前 待测激光进行光热转换后所发射的红外辐射线，提高红外辐射转换器101的 冷却效率，同时提高了激光功率计的测量结果的准确性。可选的，上述红外 辐射转换器101上还可以设置有热沉，使红外辐射转换器101可以通过热沉 将其上残留的“对前一次待测激光进行光热转换所产生的热量”快速排出， 提高了红外辐射转换器101的冷却效率。

本发明提供的基于红外辐射测量的激光功率计，通过红外辐射转换器具 有的光热转换的功能，可以将紫外到远红外光谱区内任一波长的待测激光转 换为红外辐射线，进而通过测量红外辐射线即可确定待测激光的激光功率。 因此，本发明提供的激光功率计，可以对紫外到远红外光谱范围内的任一波 长的待测激光进行测量，提高了激光功率计的适用性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。