激光功率密度分布是描述激光器特性和控制加工质量的最基本参数,是激光参数测量的重点。激光束的功率密度分布是单位时间内穿过该位置垂直于光波传播方向单位面积的光能分布。针扫法是测量大功率激光束功率密度分布的方法之一。
针扫法分为实心探针法和转针轮法:①实心探针法。光扫描针由电机带动,在垂直于激光光束传播方向的平面内绕光束截面外一点以步进形式转动,以扫过整个截面。光扫描针不同表面产生的连续的反射光反射到分别置于激光光束两侧的传感器的接收面上,传感器通过由电机带动的调制结构对反射光进行调制及接收,高频采样后以电信号形式储存。多次测量同一光束截面不同位置后,一系列扫描线将连续的光束径向功率密度场分布以离散形式反映出来。②转针轮法。实心探针扫过光束,反射光经过一聚焦反射镜和一转动的斩光轮后由一传感器接收,转针轮快速转动测得整个光束截面功率密度。
针扫法的特点主要有可测量大功率激光光束功率密度分布;可以测量聚焦光斑直径;可在加工过程中实时在线测量。针扫法可应用于光束质量诊断仪中,监测工业用强激光的光束质量,控制加工质量。