CN105738374B - 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法 - Google Patents

一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105738374B
CN105738374B CN201610255112.0A CN201610255112A CN105738374B CN 105738374 B CN105738374 B CN 105738374B CN 201610255112 A CN201610255112 A CN 201610255112A CN 105738374 B CN105738374 B CN 105738374B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical element
damage
measured
native defect
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610255112.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105738374A (zh
Inventor
王凤蕊
刘红婕
耿锋
黄进
蒋晓东
李青芝
叶鑫
孙来喜
周晓燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Laser Fusion Research Center China Academy of Engineering Physics
Original Assignee
Laser Fusion Research Center China Academy of Engineering Physics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laser Fusion Research Center China Academy of Engineering Physics filed Critical Laser Fusion Research Center China Academy of Engineering Physics
Priority to CN201610255112.0A priority Critical patent/CN105738374B/zh
Publication of CN105738374A publication Critical patent/CN105738374A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105738374B publication Critical patent/CN105738374B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/061Sources

Landscapes

  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法,属于光学元件吸收缺陷的损伤特性测试领域。所述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统包括光热弱吸收测试装置、损伤测试光源以及损伤监测显微镜。所述光热弱吸收测试装置用于测试待测光学元件的吸收缺陷对泵浦光的吸收值。所述损伤测试光源用于发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件的所述吸收缺陷处。所述损伤监测显微镜用于获取所述待测光学元件的所述吸收缺陷在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性。因此,本发明可以有效地实现对待测光学元件吸收缺陷的损伤性能的表征,进而获得待测光学元件的吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的定量关系。

Description

一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法
技术领域
本发明涉及光学元件吸收缺陷的损伤特性测试领域,具体而言,涉及一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法。
背景技术
生长、制造或加工过程引入的吸收型缺陷是导致光学元件发生激光损伤的主要原因。吸收缺陷并非一种,而是所有对入射激光具有吸收能力的缺陷的总称。吸收性缺陷的吸收水平高于材料的本征吸收值。由于光学元件的吸收缺陷尺度很小,一般在微米量级,不容易被探测到,导致对吸收缺陷进行损伤测试的难度较大。因此,虽然吸收型缺陷引发激光损伤已获学界认可,但缺陷吸收水平与其损伤性能的关系尚不明确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法,有效地改善了上述问题。
为了实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
本发明实施例提供了一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,包括光热弱吸收测试装置、损伤测试光源以及损伤监测显微镜。所述光热弱吸收测试装置用于测试待测光学元件的吸收缺陷点对泵浦光的吸收值。所述损伤测试光源用于发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件的所述吸收缺陷点处。所述损伤监测显微镜用于获取所述待测光学元件的所述吸收缺陷点在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性。
优选的,所述光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜、样品台、探测器、探测光源及泵浦光源,所述待测光学元件安装在所述样品台上,所述样品台用于调节所述待测光学元件的位置。所述探测光源用于发出探测光聚焦于所述待测光学元件的所述吸收缺陷点处。所述离轴抛物镜用于将所述泵浦光源发出的泵浦光以及所述损伤测试光源发出的损伤测试激光均聚焦于所述吸收缺陷点处。所述探测器用于接收并分析透过所述待测光学元件的探测光得到所述待测光学元件的吸收缺陷对所述泵浦光的吸收值。
优选的,所述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统还包括光束耦合镜。所述泵浦光源发出的泵浦光及所述损伤测试光源发出的损伤测试激光均通过所述光束耦合镜入射到所述离轴抛物镜,经所述离轴抛物镜反射后聚焦到所述待测光学元件的吸收缺陷点处。其中,入射到所述离轴抛物镜的所述泵浦光的光轴与入射到所述离轴抛物镜的所述损伤测试激光的光轴均与预设光轴重合,且所述预设光轴与所述离轴抛物镜的光轴重合或平行。
优选的,所述探测光源包括激光器和扩束整形构件,所述激光器发出的探测光经过所述扩束整形构件的扩束整形处理后聚焦到所述待测光学元件的吸收缺陷处。
优选的,所述光热弱吸收测试装置还包括反射镜,所述反射镜设置于所述扩束整形构件与所述样品台之间,所述反射镜用于将经过所述扩束整形构件扩束整形后的探测光反射到所述待测光学元件的吸收缺陷处聚焦。
优选的,所述探测器包括滤波构件、光电探测器、信号放大电路及数据处理构件。所述滤波构件、所述光电探测器、所述信号放大电路及所述数据处理构件依次耦合。透过所述待测光学元件的探测光依次经过所述滤波构件的滤波处理后进入所述光电探测器,经所述光电探测器转换为电信号,所述电信号经所述信号放大电路放大后进入所述数据处理构件。
优选的,所述滤波构件包括会聚透镜和光阑,由所述待测光学元件出射的探测光,依次经过所述会聚透镜和所述光阑后入射到所述光电探测器。
优选的,所述信号放大电路为锁相放大器。
本发明实施例还提供了一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试方法,应用于上述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统。所述方法包括:光热弱吸收测试装置测试待测光学元件的吸收缺陷点对泵浦光的吸收值。损伤测试光源发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件的所述吸收缺陷点处。损伤监测显微镜获取所述待测光学元件的所述吸收缺陷点在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性。
优选的,所述光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜、样品台、探测器、探测光源及泵浦光源,待测光学元件安装在所述样品台上。所述光热弱吸收测试装置测试待测光学元件的吸收缺陷点对泵浦光的吸收值的步骤,包括:通过所述样品台调节所述待测光学元件的位置使得所述探测光源发出探测光并将探测光聚焦于所述待测光学元件的所述吸收缺陷点处,使得所述泵浦光源发出的泵浦光经所述离轴抛物镜反射后聚焦于所述吸收缺陷点处。所述探测器接收并分析透过所述待测光学元件的探测光得到所述待测光学元件的吸收缺陷对所述泵浦光的吸收值。
本发明实施例提供的光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,一方面可以通过光热弱吸收装置探测待测光学元件的吸收缺陷的具体位置,进而通过损伤测试激光及损伤监测显微镜对吸收缺陷的损伤性能进行表征;另一方面,可以通过光热弱吸收装置分别测得待测光学元件的多个吸收缺陷的吸收水平,并通过损伤测试激光及损伤监测显微镜分别测得所述多个吸收缺陷的损伤性能,从而获得待测光学元件的吸收缺陷的吸收水平与损伤性能的定量关系。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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。通过附图所示,本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
图1示出了本发明第一实施例提供的一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统的结构示意图;
图2示出了本发明第一实施例提供的另一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统的结构示意图;
图3示出了本发明第二实施例提供的一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试方法的流程图。
图中,附图标记分别为:
泵浦光源110;损伤测试光源120;探测光源130;合束装置140;扩束整形构件150;样品台160;待测光学元件170;探测器180;滤波构件181;光电探测器182;信号放大电路183;数据处理构件184;损伤监测显微镜190;反射镜210;光束耦合镜220;离轴抛物镜230。
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、完整的描述,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做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。
第一实施例
由于光学元件的吸收缺陷尺度很小,一般在微米量级,不容易被探测到,导致对吸收缺陷进行损伤测试的难度较大。因此,虽然吸收型缺陷引发激光损伤已获学界认可,但缺陷吸收水平与其损伤性能的关系尚不明确。鉴于此,本发明实施例提供了一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,能够有效地实现光学元件吸收缺陷的损伤特性的表征。
如图1所示,本发明实施例提供一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统。所述表征光学元件吸收缺陷损伤特性的系统包括光热弱吸收测试装置、损伤测试光源120以及损伤监测显微镜190。其中,光热弱吸收测试装置用于测试待测光学元件170的吸收缺陷对泵浦光的吸收值。所述损伤测试光源120用于发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件170的所述吸收缺陷处。所述损伤监测显微镜190用于获取所述待测光学元件170的所述吸收缺陷在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性。
例如,光热弱吸收测试装置可以包括泵浦光源110、探测光源130、样品台160和探测器180。其中,样品台160用于放置待测光学元件170并调节待测光学元件170的位置。泵浦光源110发出的泵浦光聚焦于待测光学元件170的预设待测点处,探测光源130发出的探测光也聚焦于所述预设待测点处。通过探测器180探测透过待测光学元件170的探测光的强度分布,从而分析得到所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值。将所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值与所述待测光学元件170的本征吸收值比较。当所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值高于所述待测光学元件170的本征吸收值时,判定该预设待测点为吸收缺陷,获取该吸收缺陷对泵浦光的吸收值。
进一步的,关闭泵浦光源110,将损伤监测显微镜190聚焦于光热弱吸收测试装置所探测到的吸收缺陷处。需要说明的是,本实施例中,探测光为可见光。一方面探测光可以用于定位待测光学元件170的吸收缺陷的位置,以便于损伤监测显微镜190能够较准确的聚焦到吸收缺陷处。另一方面,当损伤监测显微镜190为非自带光源的显微镜时,探测光可以作为损伤监测显微镜190的光源。开启损伤测试光源120,损伤测试光源120发出的损伤测试激光也聚焦于所探测到的吸收缺陷处。例如,可以预先通过合束装置140将损伤测试光源120发出的损伤测试激光与泵浦光合束,使得损伤测试激光与泵浦光的光轴重合,再通过扩束整形构件150使得合束后的损伤测试激光与泵浦光均聚焦于同一位置处,进而可以实现损伤测试激光也聚焦于所探测到的吸收缺陷处。通过光学元件的损伤测试流程,即改变损伤测试光源120发出的损伤测试激光的能量,通过损伤监测显微镜190观察待测光学元件170的该吸收缺陷的损伤情况,从而获得该吸收缺陷的损伤阈值和损伤图像。
当所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值小于或等于所述待测光学元件170的本征吸收值时,则判定该预设待测点非吸收缺陷,则通过样品台160调节待测光学元件170的位置,继续对下一个预设待测点进行探测,以查找所述待测光学元件170的其它吸收缺陷的位置,并分别测得其它吸收缺陷的吸收水平、损伤阈值及损伤图像。
根据上述测试过程分别测得待测光学元件170的多个吸收缺陷的吸收水平、损伤阈值及损伤图像,获得待测光学元件170吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的定量关系。因此,在光学元件的材料与加工工艺确定的情况下,获得该光学元件吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的关系后,对于相同材料且相同加工工艺下制成的光学元件,可以根据测量该光学元件吸收缺陷的吸收水平判断吸收缺陷的损伤特性。
因此,本发明实施例提供的光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,一方面可以通过光热弱吸收装置探测待测光学元件170的吸收缺陷的具体位置,进而通过损伤测试激光及损伤监测显微镜190对吸收缺陷的损伤性能进行表征;另一方面,可以通过光热弱吸收装置分别测得待测光学元件170的多个吸收缺陷的吸收水平,并通过损伤测试激光及损伤监测显微镜190分别测得所述多个吸收缺陷的损伤性能,从而获得待测光学元件170的吸收缺陷的吸收水平与损伤性能的定量关系。
优选的,本实施例中,损伤监测显微镜190为放大倍数超过50倍的光学显微镜。例如,损伤监测显微镜190可以为相衬显微镜、激光诱导荧光显微镜等。
此外,如图2所示,本发明还提供了另一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,包括损伤测试光源120、损伤监测显微镜190和光热弱吸收测试装置,且所述光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜230、样品台160、探测器180、探测光源130及泵浦光源110。所述待测光学元件170安装在所述样品台160上,所述样品台160用于调节所述待测光学元件170的位置。
泵浦光源110发出的泵浦光入射到离轴抛物镜230,经过离轴抛物镜230反射后聚焦于待测光学元件170的预设待测点处,探测光源130发出的探测光也聚焦于所述预设待测点处。通过探测器180探测透过待测光学元件170的探测光的强度分布,从而分析得到所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值。并根据所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值判断该预设待测点是否为待测光学元件170的吸收缺陷。
当判定该预设待测点为吸收缺陷时,关闭泵浦光源110,将损伤监测显微镜190聚焦于所探测到的待测光学元件170的吸收缺陷处。开启损伤测试光源120,损伤测试光源120发出的损伤测试激光也入射到离轴抛物镜230,通过离轴抛物镜230反射后聚焦于所探测到的吸收缺陷处。需要说明的是,入射到离轴抛物镜230的泵浦光的光轴与入射到离轴抛物镜230的损伤测试激光的光轴均与预设光轴重合。其中,所述预设光轴与离轴抛物镜230的光轴重合或平行。通过光学元件的损伤测试流程,即改变损伤测试光源120发出的损伤测试激光的能量,通过损伤监测显微镜190观察待测光学元件170的该吸收缺陷的损伤情况,从而获得该吸收缺陷的损伤阈值和损伤图像。
因此,本发明实施例提供的另一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统也可以获得光学元件吸收缺陷的损伤阈值和损伤图像,有效地实现了对光学元件吸收缺陷的损伤性能的表征。
需要说明的是,本实施例中,预设待测点可以设置在待测光学元件170的表面,也可以设置在待测光学元件170的内部,即本系统可以实现待测光学元件170的表面及内部吸收缺陷的损伤性能表征,进而获得待测光学元件170的吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的定量关系。
为了使得入射到离轴抛物镜230的泵浦光的光轴与入射到离轴抛物镜230的损伤测试激光的光轴均与预设光轴重合,所述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统还包括光束耦合镜220。所述泵浦光源110发出的泵浦光及所述损伤测试光源120发出的损伤测试激光均通过所述光束耦合镜220入射到所述离轴抛物镜230。本实施例中,光束耦合镜220可以优先采用合束镜,当然,也可以采用其它合束装置。
具体的,探测光源130可以包括激光器和扩束整形构件150。激光器发出的探测光经过扩束整形构件150的扩束整形处理后聚焦到所述待测光学元件170的吸收缺陷处。其中,扩束整形构件150具体用于将激光器发出的探测器180进行扩束、会聚处理,以减小聚焦到待测光学元件170上的探测光的光斑面积。优选的,所述激光器可以采用氦氖激光器。
进一步的,为了优化本发明实施例提供的光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统的结构布局,所述光热弱吸收测试装置还包括反射镜210。反射镜210设置于整形会聚器件与所述样品台160之间,所述反射镜210用于将经过整形会聚器件整形会聚处理后的探测光反射到所述待测光学元件170的吸收缺陷处聚焦。
具体的,本实施例中,探测器180可以包括滤波构件181、光电探测器182、信号放大电路183及数据处理构件184。滤波构件181、光电探测器182、信号放大电路183及数据处理构件184依次耦合。透过所述待测光学元件170的探测光依次经过滤波构件181的滤波处理后进入光电探测器182,经光电探测器182转换为电信号,所述电信号经信号放大电路183放大后进入数据处理构件184。
信号放大电路183用于对光电探测器182输出的电信号进行放大,以便于后续分析。例如,所述信号放大电路183可以为锁相放大器、Boxcar积分器等。当信号放大电路183为锁相放大器时,探测器180还包括光学斩波器。所述光学斩波器用于为锁相放大器提供参考信号。滤波构件181可以包括会聚透镜和光阑,由所述待测光学元件170出射的探测光,依次经过会聚透镜和光阑后入射到光电探测器182。数据处理构件184用于对信号方法电路的输出结果进行分析以得到预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值。例如,数据处理构件184可以是电脑等具有数据处理功能的硬件结构。
此外,为了避免入射到光电探测器182中的探测光中混杂有除探测光之外的其他杂散光,探测器180还可以包括滤光构件。所述滤光构件设置在所述待测光学元件170与滤波构件181之间,用于滤除探测光之外的杂散光,例如,所述滤光构件可以包括中心波长与探测光波长一致的滤光片。
本实施例中,样品台160可以为三维手动调节平移台,也可以是三维电动平移台,可以在相互垂直的三个方向上移动。为了提高测试精度,优选的,样品台160采用三维电动平移台,其移动距离和移动方向均通过电脑控制,最小移动步长优选为1微米或百纳米。高精密样品台160有助于实现光热弱吸收测试装置对待测光学元件170吸收缺陷的高分辨探测。
第二实施例
如图3所示,本发明实施例提供了一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试方法,应用于上述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,所述光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统包括光热弱吸收测试装置、损伤测试光源120及损伤监测显微镜190。所述方法包括:
步骤S301:光热弱吸收测试装置测试待测光学元件170的吸收缺陷对泵浦光的吸收值;
通过光热弱吸收测试装置测试对待测光学元件170进行吸收缺陷扫描。例如,光热弱吸收测试装置可以包括泵浦光源110、探测光源130、样品台160和探测器180。泵浦光源110发出的泵浦光聚焦于待测光学元件170的预设待测点处,探测光源130发出的探测光也聚焦于所述预设待测点处。通过探测器180探测透过待测光学元件170的探测光的强度分布,从而分析得到所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值。根据所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值判断该预设待测点是否为待测光学元件170的吸收缺陷。
具体的,可以将所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值与所述待测光学元件170的本征吸收值比较。当所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值高于所述待测光学元件170的本征吸收值时,判定该预设待测点为吸收缺陷,暂停扫描,获取判定为吸收缺陷的预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值,执行后续步骤。当所述预设待测点处待测光学元件170对泵浦光的吸收值小于或等于所述待测光学元件170的本征吸收值时,判定该预设待测点为非吸收缺陷,继续扫描下一个预设待测点,直至查找到吸收缺陷。
步骤S302:损伤测试光源120发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件170的所述吸收缺陷处;
损伤测试光源120发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件170的所述吸收缺陷处的具体实施方式可以为:预先通过合束装置140将损伤测试光源120发出的损伤测试激光与泵浦光合束,使得损伤测试激光与泵浦光的光轴重合,再通过光束整形聚焦装置使得合束后的损伤测试激光与泵浦光均聚焦于同一位置,进而可以实现损伤测试激光也聚焦于光热弱吸收测试装置所探测到的吸收缺陷处。
步骤S303:损伤监测显微镜190获取待测光学元件170的吸收缺陷在损伤测试激光的作用下的损伤特性。
将损伤监测显微镜190聚焦于光热弱吸收测试装置探测到的吸收缺陷处,通过损伤监测显微镜190观察吸收缺陷在损伤测试激光的作用下的损伤情况,进而获取该吸收缺陷的损伤阈值和损伤图像。需要说明的是,本实施例中,光热弱吸收测试装置中的探测光源130发出的探测光为可见光。一方面,探测光可以用于定位待测光学元件170的吸收缺陷的位置,以便于损伤监测显微镜190能够较准确的聚焦到吸收缺陷处。另一方面,当损伤监测显微镜190为非自带光源的显微镜时,探测光可以作为损伤监测显微镜190的光源。优选的,本实施例中,损伤监测显微镜190为放大倍数超过50倍的光学显微镜。例如,损伤监测显微镜190可以为相衬显微镜、激光诱导荧光显微镜等。
由于光学元件中的吸收缺陷有多个,重复上述步骤S301至步骤S303,从而分别测得待测光学元件170的多个吸收缺陷的吸收水平、损伤阈值及损伤图像,进而可以定量的获得所述待测光学元件170吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的关系。
需要说明的是,本实施例中,预设待测点可以设置在待测光学元件170的表面,也可以设置在待测光学元件170的内部,即本系统可以实现待测光学元件170的表面及内部吸收缺陷的损伤性能表征,进而获得待测光学元件170的吸收缺陷的吸收水平与损伤特性的定量关系。
具体的,当光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜230、样品台160、探测器180、探测光源130及泵浦光源110时,步骤S301中,光热弱吸收测试装置测试待测光学元件170的吸收缺陷对泵浦光的吸收值的步骤,包括:
通过所述样品台160调节所述待测光学元件170的位置使得所述探测光源130发出的探测光聚焦于所述待测光学元件170的所述吸收缺陷处,使得所述泵浦光源110发出的泵浦光经所述离轴抛物镜230反射后也聚焦于所述吸收缺陷处。探测器180接收并分析透过待测光学元件170的探测光得到待测光学元件170的吸收缺陷对所述泵浦光的吸收值。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的方法的具体工作过程,可以参考前述系统、装置和单元实施例中的对应过程,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
也应当注意,流程图的方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,其特征在于,包括光热弱吸收测试装置、损伤测试光源以及损伤监测显微镜;
所述光热弱吸收测试装置用于测试待测光学元件的吸收缺陷对泵浦光的吸收值;
所述损伤测试光源用于发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件的所述吸收缺陷处;
所述损伤监测显微镜用于获取所述待测光学元件的所述吸收缺陷在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性;
所述光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜、样品台、探测器、探测光源及泵浦光源,所述待测光学元件安装在所述样品台上,所述样品台用于调节所述待测光学元件的位置;
所述探测光源用于发出探测光聚焦于所述待测光学元件的所述吸收缺陷处;
所述离轴抛物镜用于将所述泵浦光源发出的泵浦光以及所述损伤测试光源发出的损伤测试激光均聚焦于所述吸收缺陷处;
所述探测器用于接收并分析透过所述待测光学元件的探测光得到所述待测光学元件的吸收缺陷对所述泵浦光的吸收值;
所述系统还包括光束耦合镜,所述泵浦光源发出的泵浦光及所述损伤测试光源发出的损伤测试激光均通过所述光束耦合镜入射到所述离轴抛物镜,经所述离轴抛物镜反射后聚焦到所述待测光学元件的吸收缺陷处,其中,入射到所述离轴抛物镜的所述泵浦光的光轴与入射到所述离轴抛物镜的所述损伤测试激光的光轴均与预设光轴重合,且所述预设光轴与所述离轴抛物镜的光轴重合或平行,所述光束耦合镜为合束镜。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述探测光源包括激光器和扩束整形构件,所述激光器发出的探测光经过所述扩束整形构件的扩束整形处理后聚焦到所述待测光学元件的吸收缺陷处。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述光热弱吸收测试装置还包括反射镜,所述反射镜设置于所述扩束整形构件与所述样品台之间,所述反射镜用于将经过所述扩束整形构件扩束整形后的探测光反射到所述待测光学元件的吸收缺陷处聚焦。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述探测器包括滤波构件、光电探测器、信号放大电路及数据处理构件,所述滤波构件、所述光电探测器、所述信号放大电路及所述数据处理构件依次耦合,透过所述待测光学元件的探测光依次经过所述滤波构件的滤波处理后进入所述光电探测器,经所述光电探测器转换为电信号,所述电信号经所述信号放大电路放大后进入所述数据处理构件。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述滤波构件包括会聚透镜和光阑,由所述待测光学元件出射的探测光,依次经过所述会聚透镜和所述光阑后入射到所述光电探测器。
6.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述信号放大电路为锁相放大器。
7.一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试方法,应用于如权利要求1-6中任一项所述的光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统,其特征在于,所述方法包括:
光热弱吸收测试装置测试待测光学元件的吸收缺陷对泵浦光的吸收值;
损伤测试光源发出损伤测试激光作用于所述待测光学元件的所述吸收缺陷处;
损伤监测显微镜获取所述待测光学元件的所述吸收缺陷在所述损伤测试激光的作用下的损伤特性。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述光热弱吸收测试装置包括离轴抛物镜、样品台、探测器、探测光源及泵浦光源,待测光学元件安装在所述样品台上,所述光热弱吸收测试装置测试待测光学元件的吸收缺陷对泵浦光的吸收值的步骤,包括:
通过所述样品台调节所述待测光学元件的位置使得所述探测光源发出的探测光聚焦于所述待测光学元件的所述吸收缺陷处,使得所述泵浦光源发出的泵浦光经所述离轴抛物镜反射后也聚焦于所述吸收缺陷处;
所述探测器接收并分析透过所述待测光学元件的探测光得到所述待测光学元件的吸收缺陷对所述泵浦光的吸收值。
CN201610255112.0A 2016-04-21 2016-04-21 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法 Active CN105738374B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610255112.0A CN105738374B (zh) 2016-04-21 2016-04-21 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610255112.0A CN105738374B (zh) 2016-04-21 2016-04-21 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105738374A CN105738374A (zh) 2016-07-06
CN105738374B true CN105738374B (zh) 2019-08-23

Family

ID=56254920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610255112.0A Active CN105738374B (zh) 2016-04-21 2016-04-21 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105738374B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738374B (zh) * 2016-04-21 2019-08-23 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法
CN106990051A (zh) * 2017-05-10 2017-07-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 金属材料表层电子信息无损检测装置和检测方法
CN107884423B (zh) * 2017-10-27 2021-05-25 中国人民解放军国防科技大学 一种基于典型缺陷特征的kdp晶体损伤阈值预测方法
CN109444166B (zh) * 2018-12-04 2021-07-23 电子科技大学 一种大口径光学元件表面吸收型缺陷分布快速成像的方法
CN110849815B (zh) * 2019-12-02 2022-10-18 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种预测光学元件表面激光损伤性能的方法和系统
CN110887844B (zh) * 2019-12-05 2022-07-26 中国人民解放军国防科技大学 基于光热弱吸收测试评价单晶硅强光元件综合性能方法
CN111060516B (zh) * 2019-12-10 2022-03-08 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 光学元件亚表面缺陷的多通道原位检测装置及检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295242A (zh) * 2000-12-08 2001-05-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 检测光盘物镜小光斑的装置
CN104458691A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 合肥知常光电科技有限公司 一种光热-荧光双模态光谱检测装置及其检测方法
CN105021627A (zh) * 2015-07-20 2015-11-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学薄膜及元件表面激光损伤的高灵敏快速在线探测方法
CN105510347A (zh) * 2015-12-31 2016-04-20 合肥知常光电科技有限公司 基于光热检测和光学显微的光学材料缺陷实时成像装置
CN105738374A (zh) * 2016-04-21 2016-07-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203069523U (zh) * 2013-01-29 2013-07-17 合肥知常光电科技有限公司 光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测装置
CN103712960B (zh) * 2013-12-26 2016-01-13 无锡利弗莫尔仪器有限公司 一种采用级联锁相检测的光热检测装置及其检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295242A (zh) * 2000-12-08 2001-05-16 中国科学院上海光学精密机械研究所 检测光盘物镜小光斑的装置
CN104458691A (zh) * 2014-12-25 2015-03-25 合肥知常光电科技有限公司 一种光热-荧光双模态光谱检测装置及其检测方法
CN105021627A (zh) * 2015-07-20 2015-11-04 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光学薄膜及元件表面激光损伤的高灵敏快速在线探测方法
CN105510347A (zh) * 2015-12-31 2016-04-20 合肥知常光电科技有限公司 基于光热检测和光学显微的光学材料缺陷实时成像装置
CN105738374A (zh) * 2016-04-21 2016-07-06 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105738374A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105738374B (zh) 一种光学元件吸收缺陷损伤特性的测试系统及方法
KR102155927B1 (ko) 결합된 명시야, 암시야, 및 광열 검사를 위한 장치 및 방법
JP5593347B2 (ja) 円形線材の光学欠陥検出装置及び光学欠陥検出方法
CN105021627B (zh) 光学薄膜及元件表面激光损伤的高灵敏快速在线探测方法
CN109459438A (zh) 一种缺陷检测设备及方法
CN103712993B (zh) 透明光学材料体内吸收特性三维分布的检测方法及装置
TW202001230A (zh) 將用於晶圓雜訊損害識別的掃描式電子顯微鏡及光學影像相關聯
CN103712960B (zh) 一种采用级联锁相检测的光热检测装置及其检测方法
CN105784634A (zh) 垂直入射同时测透射和反射的太赫兹时域光谱仪
CN111426700B (zh) 吸收性缺陷单光束光热测量装置和测量方法
CN104458691A (zh) 一种光热-荧光双模态光谱检测装置及其检测方法
CN206945540U (zh) 一种基于激光诱导等离子体光谱技术的高效探测装置
CN105510347A (zh) 基于光热检测和光学显微的光学材料缺陷实时成像装置
CN109406453A (zh) 一种改进的z扫描测量方法
CN112595493B (zh) 一种激光损伤阈值和非线性吸收的共靶面测量装置和方法
WO2018086574A1 (zh) 水含量分布检测装置及其应用
US7777507B2 (en) Integrated circuit testing with laser stimulation and emission analysis
CN105738372B (zh) 一种光热弱吸收测试系统及方法
CN210220974U (zh) 一种激光光斑焦点的自动化检测与定位装置
CN112525952A (zh) 一种主动式红外无损检测装置及其检测方法
CN103712780B (zh) 一种光纤内部吸收特性的检测方法及检测装置
CN106596491A (zh) 一种紫外级熔石英材料内羟基含量测量装置和方法
CN203981562U (zh) 一种光学材料与激光相互作用过程的实时监测装置
CN105717127A (zh) 一种光热弱吸收测试装置及方法
CN107907813B (zh) 一种集成式激光电离效应模拟系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant