CN105092477A - 非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置及测量方法，属于非线性光子学材料和非线性光学测量技术领域中非线性光子学材料的光学非线性测量装置和测量方法。本申请采用Tophat型激光脉冲作为探测光，根据待测样品厚度选择适当厚度的参考标准样品，分别对参考标准样品和待测样品进行Z扫描测量，调节入射光能量得到相同的归一化透过率峰谷值，再通过数据处理得到待测样品的非线性折射系数。本申请可适用于厚度超过瑞利长度的非线性光子学材料的光学非线性测量装置和测量方法。
Description
技术领域
本发明属于非线性光子学材料和非线性光学测量技术领域，涉及一种非线性光子学材料的光学非线性测量装置和测量方法，尤其涉及一种厚度超过瑞利长度的非线性光子学材料的光学非线性测量装置和测量方法。
背景技术
近年来，随着高功率激光技术、光学通信以及光信息处理等领域的高速发展，非线性光学材料在光开关、全光器件、高速光电设备、高功率激光器件、激光防护及光限幅等方面的应用日益引起人们的广泛关注。而非线性光学材料的发展主要依赖于光学非线性测量技术的研究。目前，常用的光学非线性测量技术有简并四波混频、三波混频、三次谐波法、非线性干涉法、非线性椭圆偏振法、马赫-曾德干涉法、4f相位相干成像法、Z扫描法等。其中Z扫描方法(M.Sheik-Bahae,A.A.Said,E.W.VanStryland.High-sensitivity,Single-beamn2Measurements.Opt.Lett.1989,14:955–957)是目前最为常用的测量材料光学非线性的方法，它具有可以同时测量非线性折射和非线性吸收，装置简单，灵敏度高等优点。4f相位相干成像系统(G.BoudebsandS.Cherukulappurath，“Nonlinearopticalmeasurementsusinga4fcoherentimagingsystemwithphaseobject”Phys.Rev.A，69，053813(2004))是近年来发展起来的测量光学非线性的一种新方法，具有光路简单、单脉冲测量，无需样品移动、对光源能量稳定性要求不高等优点。但不论是Z扫描方法还是4f相位相干成像法，其理论均基于“薄样品”假设，即只适用于待测样品厚度小于自由空间瑞利长度的样品。对于厚度超过瑞利长度的非线性样品，其测量结果会出现很大的偏差，不能达到测量的要求。此外，传统的Z扫描过程中，通常采用两个光电探测器分别记录测量光和监测光的能量，通过数据处理得出待测样品的光学非线性测量结果。但是，由于激光器在发射激光进行光学非线性测量的过程中，在不同时刻由激光器发射的激光能量可能有所不同，两个光电探测器的响应也不完全一致，因而激光器发射的激光的光强、能量的不同也将影响待测样品的光学非线性测量结果，最终致使待测样品的光学非线性测量结果误差较大。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种厚度超过瑞利长度的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置及测量方法，通过在该测量装置中设置一块CCD相机同时接收测量光和监测光，可有效消除因激光器发射的激光能量抖动对待测样品的光学非线性测量结果造成的影响，提高测量结果的准确度；该检测方法中采用特殊的计算公式进行对比分析，不仅能够适用于测量厚度小于瑞利长度的非线性光子学材料，还可精确测量厚度大于瑞利长度的非线性光子学材料。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器、CCD探测器和计算机，所述入射光路包括依次设置的可调能量激光器、二分之一波片、偏振片、透镜I、透镜II、小孔I和分束器，所述可调能量激光器产生的入射激光依次经二分之一波片、偏振片、透镜I、透镜II、小孔I和分束器后由分束器分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路；所述测量光路包括依次设置的透镜III、电动平移台和小孔II，所述电动平移台上放置有可沿Z方向(系统光轴方向)移动的待测样品或参考标准样品，所述测量光依次经透镜III、待测样品或参考标准样品、小孔II后从小孔II中射出测量光路；所述监测光路包括反射镜，所述监测光经反射镜反射后射出监测光路；经测量光路射出的测量光和经监测光路射出的监测光均通过衰减器入射至同一CCD探测器并在CCD探测器上得到一系列测量光斑和监测光斑；所述CCD探测器与计算机电连接，所述CCD探测器上得到的测量光斑和监测光斑传输至计算机。
作为本发明的优选方案，所述分束器的透过率和反射率均为50％。
作为本发明的优选方案，所述测量光路中的测量光与监测光路中经反射镜反射后的监测光相互平行。
作为本发明的优选方案，所述电动平移台的移动范围为-5z0～+5z0，其中z0为入射激光光束自由空间的瑞利长度。
作为本发明的优选方案，所述小孔II设置在待测样品的远场位置，且所述小孔II(12)的孔径的尺寸与入射激光远场衍射光斑的尺寸相同。
一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量方法，包括以下步骤：
步骤一：根据公式和z0＝πw0 2/λ，确定参考标准样品的厚度；其中Lt为待测样品的厚度，为待测样品的线性折射率，Lr为参考标准样品的厚度，为参考标准样品的线性折射率，w0为入射激光的光束束腰半径，λ为入射激光的波长；
步骤二：将步骤一中选出的参考标准样品放入光学非线性测量装置的电动平移台上，可调能量激光器产生激光脉冲，参考标准样品在电动平移台上从-z到+z的方向移动，CCD探测器记录参考标准样品在每个位置的测量光斑和监测光斑，计算机分别对CCD探测器记录的测量光斑和监测光斑进行积分，得到参考标准样品在不同位置时的照射到CCD探测器上的测量光能量和监测光能量；
步骤三：将步骤二中得到的测量光能量和监测光能量相比，得到归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线，选取归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线上的峰谷值，得到透过率峰谷值ΔTpv r；将参考标准样品在不同位置的监测光能量取平均值，得到参考标准样品的平均入射光能量
步骤四：移出参考标准样品，将待测样品放入非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置的电动平移台上，且待测样品与参考标准样品位于同一光路中；通过调节可调能量激光器和二分之一波片调整可调能量激光器产生的入射激光的光强，采用步骤二、步骤三中的方法，得到不同入射激光光强时照射到CCD探测器上的激光的测量光能量、监测光能量、归一化透过率随待测样品位置的变化曲线以及归一化透过率随待测样品位置的变化曲线上的峰谷值，选取峰谷值与归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线上的峰谷值相等的归一化透过率随待测样品位置的变化曲线，并根据该归一化透过率随待测样品位置的变化曲线所对应的监测光能量取平均值，得到待测样品的平均入射光能量
步骤五：根据公式得到待测样品的非线性折射系数其中n2 r为已知参考标准样品的非线性折射系数，为步骤三得到的参考标准样品的平均入射光能量，为步骤四得到的待测样品的平均入射光能量。
作为本发明的优选方案，步骤二和步骤四中的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器、CCD探测器和计算机，所述入射光路包括依次设置的可调能量激光器、二分之一波片、偏振片、透镜I、透镜II、小孔I和分束器，所述可调能量激光器产生的入射激光依次经二分之一波片、偏振片、透镜I、透镜II、小孔I和分束器后由分束器分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路；所述测量光路包括依次设置的透镜III、电动平移台和小孔II，所述电动平移台上放置有可沿可沿Z方向移动的待测样品或参考标准样品，所述测量光依次经透镜III、待测样品或参考标准样品、小孔II后从小孔II中射出测量光路；所述监测光路包括反射镜，所述监测光经反射镜反射后射出监测光路；经测量光路射出的测量光和经监测光路射出的监测光均通过衰减器入射至同一CCD探测器并在CCD探测器上得到一系列测量光斑和监测光斑；所述CCD探测器与计算机电连接，所述CCD探测器上得到的测量光斑和监测光斑传输至计算机。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的测量装置中，入射激光经入射光路中的分束器后分成测量光和监测光两束激光，测量光经测量光路后由测量光路的小孔II中射出，监测光经测量光路中的反射镜反射后射出，射出测量光路后的测量光路和射出监测光路中的监测光依次经衰减器后入射至同一块CCD探测器并在CCD探测器上得到一系列测量光斑和监测光斑，由于一块CCD探测器上同时接收测量光和监测光，在通过处理测量光斑和监测光斑并得出待测样品的非线性折射系数的过程中，可有效消除因激光器发射的激光能量抖动对待测样品的光学非线性测量结果造成的影响，从而提高测量结果的准确度。
本发明的测量方法中，可调能量激光器产生的入射激光能量可调谐，且与二分之一波片结合后可任意调节入射激光的光强，且透镜I与透镜I组合形成扩束系统，并经小孔I后形成的Tophat光束作为测量光；根据待测厚光学介质厚度、线性折射率以及公式来选择合适厚度的参考标准样品，因而可用于测量厚度超过瑞利长度一定范围的任一厚度的非线性光学材料；分别将待测样品和选取的参考标准样品放入上述的光学非线性测量装置中进行Z扫描测量，并通过对测量光斑和监测光斑进行特殊的数据处理后得到待测样品的非线性折射系数；因而该测量方法不仅能够适用于测量厚度小于瑞利长度的非线性光子学材料，还可精确测量厚度大于瑞利长度的非线性光子学材料，且测量方法使用的测量光路简单、数据处理简单、测量精度高、灵敏度高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中附图标记为：1—可调能量激光器、2—二分之一波片、3—偏振片、4—透镜I、5—透镜II、6—小孔I、7—分束器、8—反射镜、9—透镜III、10—样品、11—电动平移台、12—小孔II、13—衰减器、14—CCD探测器、15—计算机。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，该光学非线性测量装置主要用于测量厚度超过瑞利长度一定范围的任一厚度的非线性光学材料的光学非线性参数，当然也可以用于测量厚度小于瑞利长度一定范围的任一厚度的非线性光学材料的光学非线性参数。
该光学非线性测量装置包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器13、CCD探测器14和计算机15。该入射光路包括依次设置的可调能量激光器1、二分之一波片2、偏振片3、透镜I4、透镜II5、小孔I6和分束器7，其中可调能量激光器1产生的入射激光的能量可调，且可调能量激光器1与二分之一波片2结合即可任意调节入射激光的光强；透镜I4、透镜II5组合形成扩束系统，且入射激光经透镜I4、透镜II5组成的扩束系统后通过小孔I6形成Tophat光束。可调能量激光器1产生的入射激光依次通过二分之一波片2、偏振片3、透镜I4、透镜II5、小孔I6和分束器7，且入射激光在经过分束器7后分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路。测量光路包括依次设置的透镜III9、电动平移台11和小孔II，待测样品10或参考标准样品10放置于电动平移台11上，且待测样品10或参考标准样品10可沿电动平移台11的Z向移动。测量光依次通过透镜III9、待测样品10或参考标准样品10、小孔II12，且测量光经由小孔II12射出测量光路。监测光路包括反射镜8，其中监测光经由反射镜8反射后射出监测光路。射出测量光路的测量光和射出监测光路的监测光均通过衰减器13入射至同一CCD探测器14。由于在测量过程中，待测样品10或参考标准样品10将在电动平移台11上移动，因而随着待测样品10或参考标准样品10的移动，测量光入射到CCD探测器14上并在CCD探测器14上得到一系列的不同位置处的测量光斑，监测光入射到CCD探测器14上并在CCD探测器14上得到一系列的不同位置处的监测光斑。该CCD探测器14与计算机15电连接，因而CCD探测器14上形成的测量光斑和监测光斑传输至计算机15，计算机15对测量光斑和监测光斑进行积分处理后得到待测样品10或参考标准样品10在不同位置的测量光能量和监测光能量，并将测量光能量和监测光能量相比，得到归一化透过率随待测样品10或参考标准样品10位置的变化曲线，通过变化曲线得出对应的透过率峰谷值、平均入射光能量，并最终得到待测样品10的非线性折射系数。
入射激光经入射光路中的分束器7后分成测量光和监测光两束激光，测量光经测量光路后由测量光路的小孔II12中射出，监测光经测量光路中的反射镜8反射后射出，射出测量光路后的测量光路和射出监测光路中的监测光依次经衰减器后入射至同一块CCD探测器14并在CCD探测器14上得到一系列测量光斑和监测光斑，由于一块CCD探测器14上同时接收测量光和监测光，在通过处理测量光斑和监测光斑并得出待测样品10的非线性折射系数的过程中，可有效消除因激光器发射的激光能量抖动对待测样品10的光学非线性测量结果造成的影响，从而提高测量结果的准确度。
实施例2
在实施例一的基础上，分束器7的透过率和反射率均为50％。分束器7的透过率和反射率均为50％，保证监测光能量与入射到样品上的测量光能量相同。因此可直接将监测光能量作为入射到样品上的测量光能量进行处理，将CCD探测器14得到的测量光能量除以监测光能量得到样品的归一化透过率。
实施例3
在实施例一或实施例二的基础上，测量光路中的测量光与监测光路中经反射镜8反射后的监测光相互平行，使检测光垂直入射到CCD探测器14上，确保监测光能量测量的准确性，同时也保证了光路的紧凑性和通畅性。
实施例4
在上述实施例的基础上，电动平移台11的移动范围为-5z0～+5z0，其中z0为入射激光光束自由空间的瑞利长度。
实施例5
在上述实施例的基础上，小孔II12设置在待测样品10的远场位置，且小孔II12的孔径的尺寸与入射激光远场衍射光斑的尺寸相同。该入射激光远场衍射光斑是指入射激光经菲涅尔衍射传播到小孔II12位置处形成的的光斑。
实施例6
一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量方法，其包括以下步骤：
步骤一：根据公式和z0＝πw0 2/λ，确定参考标准样品10的厚度；其中Lt为待测样品10的厚度，为待测样品10的线性折射率，Lr为参考标准样品10的厚度，为参考标准样品10的线性折射率，w0为入射激光的光束束腰半径，λ为入射激光的波长；
步骤二：将步骤一中选出的参考标准样品10放入非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置的电动平移台11上，可调能量激光器1产生激光脉冲，参考标准样品10在电动平移台11上从-z到+z的方向移动，CCD探测器14记录参考标准样品10在每个位置的测量光斑和监测光斑，计算机15分别对CCD探测器14记录的测量光斑和监测光斑进行积分，得到参考标准样品10在不同位置时照射到CCD探测器14上的激光的测量光能量和监测光能量；
步骤三：将步骤二中得到的测量光能量和监测光能量相比，得到归一化透过率随参考标准样品10位置的变化曲线，选取归一化透过率随参考标准样品10位置的变化曲线上的峰谷值，得到透过率峰谷值ΔTpv r；将参考标准样品10在不同位置的监测光能量取平均值，得到参考标准样品10的平均入射光能量
步骤四：移出参考标准样品10，将待测样品10放入非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置的电动平移台11上，且待测样品10与参考标准样品10位于同一光路中；通过调节可调能量激光器1和二分之一波片2调整可调能量激光器1产生的入射激光的光强，采用步骤二、步骤三中的方法，得到不同入射激光光强时照射到CCD探测器14上的激光的测量光能量、监测光能量、归一化透过率随待测样品10位置的变化曲线以及归一化透过率随待测样品10位置的变化曲线上的峰谷值，选取峰谷值与归一化透过率随参考标准样品10位置的变化曲线上的峰谷值相等的归一化透过率随待测样品10位置的变化曲线，并根据该归一化透过率随待测样品10位置的变化曲线所对应的监测光能量取平均值，得到待测样品10的平均入射光能量
步骤五：根据公式得到待测样品10的非线性折射系数其中n2 r为已知参考标准样品10的非线性折射系数，为步骤三得到的参考标准样品10的平均入射光能量，为步骤四得到的待测样品10的平均入射光能量。
实施例7
在实施例6的基础上，步骤二和步骤四中的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，该光学非线性测量装置主要用于测量厚度超过瑞利长度一定范围的任一厚度的非线性光学材料的光学非线性参数，当然也可以用于测量厚度小于瑞利长度一定范围的任一厚度的非线性光学材料的光学非线性参数。
该光学非线性测量装置包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器13、CCD探测器14和计算机15。该入射光路包括依次设置的可调能量激光器1、二分之一波片2、偏振片3、透镜I4、透镜II5、小孔I6和分束器7，其中可调能量激光器1产生的入射激光的能量可调，且可调能量激光器1与二分之一波片2结合即可任意调节入射激光的光强；透镜I4、透镜II5组合形成扩束系统，且入射激光经透镜I4、透镜II5组成的扩束系统后通过小孔I6形成Tophat光束。可调能量激光器1产生的入射激光依次通过二分之一波片2、偏振片3、透镜I4、透镜II5、小孔I6和分束器7，且入射激光在经过分束器7后分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路。测量光路包括依次设置的透镜III9、电动平移台11和小孔II，待测样品10或参考标准样品10放置于电动平移台11上，且待测样品10或参考标准样品10可沿Z方向(Z方向即为系统光轴方向)移动。测量光依次通过透镜III9、待测样品10或参考标准样品10、小孔II12，且测量光经由小孔II12射出测量光路。监测光路包括反射镜8，其中监测光经由反射镜8反射后射出监测光路。射出测量光路的测量光和射出监测光路的监测光均通过衰减器13入射至同一CCD探测器14。由于在测量过程中，待测样品10或参考标准样品10将在电动平移台11上移动，因而随着待测样品10或参考标准样品10的移动，测量光入射到CCD探测器14上并在CCD探测器14上得到一系列的测量光斑，监测光入射到CCD探测器14上并在CCD探测器14上得到一系列的监测光斑。该CCD探测器14与计算机15电连接，因而CCD探测器14上形成的测量光斑和监测光斑传输至计算机15，计算机15对测量光斑和监测光斑进行积分处理后得到待测样品10或参考标准样品10在不同位置的测量光能量和监测光能量，并将测量光能量和监测光能量相比，得到归一化透过率随待测样品10或参考标准样品10位置的变化曲线，通过变化曲线得出对应的透过率峰谷值、平均入射光能量，并最终得到待测样品10的非线性折射系数。
作为优选，在实施例一的基础上，分束器7的透过率和反射率均为50％；测量光路中的测量光与监测光路中经反射镜8反射后的监测光相互平行；电动平移台11的移动范围为-5z0～+5z0，其中z0为入射激光光束自由空间的瑞利长度；小孔II12设置在待测样品10的远场位置，且所述小孔II12的孔径的尺寸与入射激光远场衍射光斑的尺寸相同。
入射激光经入射光路中的分束器7后分成测量光和监测光两束激光，测量光经测量光路后由测量光路的小孔II12中射出，监测光经测量光路中的反射镜8反射后射出，射出测量光路后的测量光路和射出监测光路中的监测光依次经衰减器后入射至同一块CCD探测器14并在CCD探测器14上得到一系列测量光斑和监测光斑，由于一块CCD探测器14上同时接收测量光和监测光，在通过处理测量光斑和监测光斑并得出待测样品10的非线性折射系数的过程中，可有效消除因激光器发射的激光能量抖动对待测样品10的光学非线性测量结果造成的影响，从而提高检测结果的准确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，其特征在于：包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器(13)、CCD探测器(14)和计算机(15)，所述入射光路包括依次设置的可调能量激光器(1)、二分之一波片(2)、偏振片(3)、透镜I(4)、透镜II(5)、小孔I(6)和分束器(7)，所述可调能量激光器(1)产生的入射激光依次经二分之一波片(2)、偏振片(3)、透镜I(4)、透镜II(5)、小孔I(6)和分束器(7)后由分束器(7)分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路；所述测量光路包括依次设置的透镜III(9)、电动平移台(11)和小孔II(12)，所述电动平移台(11)上放置有可沿Z方向移动的待测样品(10)或参考标准样品，所述测量光依次经透镜III(9)、待测样品(10)或参考标准样品、小孔II(12)后从小孔II(12)中射出测量光路；所述监测光路包括反射镜(8)，所述监测光经反射镜(8)反射后射出监测光路；经测量光路射出的测量光和经监测光路射出的监测光均通过衰减器(13)入射至同一CCD探测器(14)并在CCD探测器(14)上得到一系列测量光斑和监测光斑；所述CCD探测器(14)与计算机(15)电连接，所述CCD探测器(14)上得到的测量光斑和监测光斑传输至计算机(15)。
2.如权利要求1所述的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，其特征在于：所述分束器(7)的透过率和反射率均为50％。
3.如权利要求1所述的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，其特征在于：所述测量光路中的测量光与监测光路中经反射镜(8)反射后的监测光相互平行。
4.如权利要求1所述的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，其特征在于：所述电动平移台(11)的移动范围为-5z0～+5z0，其中z0为入射激光光束自由空间的瑞利长度。
5.如权利要求1所述的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置，其特征在于：所述小孔II(12)设置在待测样品(10)的远场位置，且所述小孔II(12)的孔径的尺寸与入射激光远场衍射光斑的尺寸相同。
6.一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：根据公式和z0＝πw0 2/λ，确定参考标准样品的厚度；其中Lt为待测样品的厚度，为待测样品的线性折射率，Lr为参考标准样品的厚度，为参考标准样品的线性折射率，w0为入射激光的光束束腰半径，λ为入射激光的波长；
步骤二：将步骤一中选出的参考标准样品放入非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置的电动平移台(11)上，可调能量激光器(1)产生激光脉冲，参考标准样品在电动平移台(11)上从-z到+z的方向移动，CCD探测器(14)记录参考标准样品在每个位置的测量光斑和监测光斑，计算机分别对CCD探测器(14)记录的测量光斑和监测光斑进行积分，得到参考标准样品在不同位置时的照射到CCD探测器(14)上的测量光能量和监测光能量；
步骤三：将步骤二中得到的测量光能量和监测光能量相比，得到归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线，选取归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线上的峰谷值，得到透过率峰谷值ΔTpv r；将参考标准样品在不同位置的监测光能量取平均值，得到参考标准样品的平均入射光能量
步骤四：移出参考标准样品，将待测样品放入非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置的电动平移台上，且待测样品与参考标准样品位于同一光路中；通过调节可调能量激光器和二分之一波片调整可调能量激光器产生的入射激光的光强，采用步骤二、步骤三中的方法，得到不同入射激光光强时照射到CCD探测器上的激光的测量光能量、监测光能量、归一化透过率随待测样品位置的变化曲线以及归一化透过率随待测样品位置的变化曲线上的峰谷值，选取峰谷值与归一化透过率随参考标准样品位置的变化曲线上的峰谷值相等的归一化透过率随待测样品位置的变化曲线，并根据该归一化透过率随待测样品位置的变化曲线所对应的监测光能量取平均值，得到待测样品的平均入射光能量
步骤五：根据公式得到待测样品的非线性折射系数其中n2 r为已知参考标准样品的非线性折射系数，为步骤三得到的参考标准样品的平均入射光能量，为步骤四得到的待测样品的平均入射光能量。
7.如权利要求6所述的一种非线性厚光子学材料的光学非线性测量方法，其特征在于，步骤二和步骤四中的非线性厚光子学材料的光学非线性测量装置包括入射光路、测量光路、监测光路、衰减器(13)、CCD探测器(14)和计算机(15)，所述入射光路包括依次设置的可调能量激光器(1)、二分之一波片(2)、偏振片(3)、透镜I(4)、透镜II(5)、小孔I(6)和分束器(7)，所述可调能量激光器(1)产生的入射激光依次经二分之一波片(2)、偏振片(3)、透镜I(4)、透镜II(5)、小孔I(6)和分束器(7)后由分束器(7)分成两束激光，其中一束激光作为测量光进入测量光路，另一束激光作为监测光进入监测光路；所述测量光路包括依次设置的透镜III(9)、电动平移台(11)和小孔II(12)，所述电动平移台(11)上放置有可沿电动平移台(11)的Z向移动的待测样品(10)或参考标准样品，所述测量光依次经透镜III(9)、待测样品(10)或参考标准样品、小孔II(12)后从小孔II(12)中射出测量光路；所述监测光路包括反射镜(8)，所述监测光经反射镜(8)反射后射出监测光路；经测量光路射出的测量光和经监测光路射出的监测光均通过衰减器(13)入射至同一CCD探测器(14)并在CCD探测器(14)上得到一系列测量光斑和监测光斑；所述CCD探测器(14)与计算机(15)电连接，所述CCD探测器(14)上得到的测量光斑和监测光斑传输至计算机(15)。
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