随着半导体激光器日益广泛的应用,对激光光束质量的评价越来越重要,而激光光束远场发散角是评价激光质量的一个重要参数,它不但能反映远距离传输时的激光发散特性,而且能准确评估出半导体激光器的品质及激光的传输质量。因此,对发散角测量的研究成为当今半导体激光技术发展的一个重要课题。本文提出了利用双探头直接检测光斑边界点来测量发散角的方法。采用两个光电探测器分别检测光束不同高度上的两个光斑,在确定光斑中心最大光强值后,根据光斑截面尺寸的1/e2定义,得到光斑截面边界点的光强值,并以其为标准判定光斑截面的边界点,对探测到的边界点通过最小二乘法进行拟合,得到椭圆光斑截面的方程,根据空间几何关系求出发散角。基于上述设计思路,本课题设计了发散角的整个测试系统。步进电机带动光电探测器进行光强检测,用来探测边界点;两个光电探测器之间的分时控制通过模拟开关来实现;选用光电编码器,搭建步进电机的闭环控制系统;根据半导体激光器本身的参数特性,建立发散角和温度的数学模型,对测量结果进行温度补偿。测试系统以AT89C52为控制核心,实现对机械装置运动的控制、边界点的判断以及发散角的计算和输出。通过对测量结果的分析,找出了影响测量误差的因素,给出了改进措施。实验表明,本文设计的双探头测量激光发散角的装置能够较准确的测量出发散角的大小,测量结果达到了一定的精度。