CN110031190A - 一种透过率测量准确性标定方法 - Google Patents

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CN201910338867.0A
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刘卫静
廖志杰
何毅
林妩媚
邢廷文
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Institute of Optics and Electronics of CAS
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Institute of Optics and Electronics of CAS
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties

Abstract

本发明公开了一种透过率测量准确性标定方法，该方法用于光学元件透过率测量装置的透过率测量准确性标定中。根据光学元件基片透过率稳定的特点，测量光学元件单片及多片组合的透过率，通过比较多个基片的透过率测量值和单个基片测量结果计算得到多个基片透过率计算值，得到透过率测量的准确性。该标定方法简单，标定准确性高。

Description

一种透过率测量准确性标定方法
技术领域
本发明涉及光学元件透过率测量的技术领域，具体涉及一种透过率测量准确性标定方法。
背景技术
光学元件透过率是指从光学元件出射的辐射光通量与投射到该光学元件的辐射光通量之比，它是光学元件能量传输的重要指标。由于光学元件透过率直接地反映了其辐射光通量的损耗与成像质量的好坏，所以对光学元件的透过率的测量是非常重要的。
光学元件透过率测量方法很多，例如分光光度计法，单通道测量法以及双通道对比光路测量法(中国专利CN 103345129 A，CN 103105284 A，CN 103018012 A，CN103018011 A)，但对于透过率测量装置，没有标准器具或者更高精度的测量设备对其测量准确度进行标定，测量装置本身的测量精度未知，因此不能对测量结果进行准确评价，本发明设计一种透过率测量准确性的标定方法，通过该方法可以标定透过率测量装置的准确性，对测量结果具有指导意义。
发明内容
本发明的目的是设计一种透过率测量准确性标定方法，主要解决光学元件透过率测量装置测量准确度标定的问题。
本发明采用的技术方案为：一种透过率测量准确性标定方法，该方法利用光学元件基片透过率稳定的特点，使用待标定的透过率测量装置测量单个光学元件基片及多个基片组合的透过率，通过比较多个基片的透过率测量值和单个基片透过率测量结果计算得到多个基片透过率计算值，得到透过率测量的准确性。
所述的光学元件基片可以是熔石英、氟化钙等透过率测量装置所用光源波长能够透射的光学材料基片，使用的基片数量不少于3片。多片组合方式为其中m为基片数量，n为需要组合的基片数量，则可以组合的数量计算公式为
根据单片测量结果计算得到多片基片透过率计算值的计算方式为相乘，单个基片透过率测量值为t1，t2......tm，m为基片数量，1～n个基片组合后的透过率计算值为Tn＝t1×t2......tn。
透过率测量的准确性表示为相对误差，基片组合的透过率测量结果表示为T′n，根据单片基片测量结果通过相乘的方式计算得到的透过率为Tn，则透过率测量相对误差表示为
测量基片及基片组合透过率时，基片的入射角度大于零度，并且保证测量单片和基片组合的透过率时入射角度相同；测量基片组合透过率时，基片的入射角度和基片之间的距离保证入射至基片的光在基片之间不存在多次反射。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明透过率准确性标定流程简单，成本低，准确性高。
(2)本发明可以应用于任意透过率测量装置的透过率准确性标定中，应用范围广。
附图说明
图1为本发明的实施例中待标定透过率测量装置示意图；
图2为本发明的实施例中透过率测量准确性标定的光学元件基片工装；
图3为本发明的实施例中测量得到的单个熔石英基片及不同基片组合的透过率分布图；
图4为本发明的实施例中计算得到的透过率测量相对误差分布图。
具体实施方式
以下将对本发明的一种透过率测量准确性标定方法做进一步的详细描述。
图1为本实施例中需要标定透过率测量准确性的光学元件透过率测量装置，由光源1，可变衰减器2，小孔光阑3，分光镜4，第一光强探测器51，第二光强探测器52和计算机6组成。透过率测量的原理：光源1为193nm准分子激光器，分光镜4将入射的激光光束进行分束，得到两束激光，使之分别通过一个参考光路和一个测量光路，分别由第一光强探测器51和第二光强探测器52进行光强监测。在测量光路上不放置待测光学元件，测量得到参考光路的激光光束的光强I1和测量光路的激光光强I2；然后在测量光路上放置待测元学元件，同样测量得到参考光路的激光光束的光强I1’和测量光路的激光光强I3；根据公式T＝I1*I3/(I1’*I2)计算得到该光学元件的透过率T。利用本发明的方法对该套透过率测量装置的透过率测量准确性进行标定。图2为本实施例中透过率测量准确性标定的光学元件基片工装，光学元件选用紫外级熔石英基片，基片工装可同时放入6片熔石英基片，透过率测量准确性标定过程中为了在放入基片组合时不改变光路方向，每两片基片采用角度互补的方式放入，编号分别为R1，R2……R6。透过率测量准确性标定过程如下：
步骤一：利用待标定的透过率测量装置测量单个熔石英基片透过率，记为T1，T2……T6；
步骤二：测量两片熔石英基片组合透过率，R1和R2组合透过率记为T12，R1和R3组合透过率记为T13，以此类推；
步骤三：测量三片熔石英基片组合透过率，R1，R2和R3组合透过率记为T123，R1，R2和R4组合透过率记为T124，以此类推；
步骤四：同理依次测量四片、五片和六片熔石英基片组合的透过率；
步骤五：根据步骤一测量的结果计算步骤二、三和四不同熔石英基片组合的理论透过率结果，分别记为T12’，T13’，T123’，T124’……；
步骤六：根据计算和测量结果得到透过率测量准确性标定结果，计算公式为 依次类推得到不同组合的透过率测量误差。
图3为利用待标定透过率测量装置测量得到的单个熔石英基片及不同基片组合的透过率分布图。图4为计算得到的透过率测量相对误差分布图。

Claims (8)

1.一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：该方法利用光学元件基片透过率稳定的特点，使用待标定的透过率测量装置测量单个光学元件基片及多个基片组合的透过率，通过比较多个基片的透过率测量值和单个基片测量结果计算得到多个基片透过率计算值，得到透过率测量的准确性。
2.根据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述的光学元件基片可以是熔石英、氟化钙等透过率测量装置所用光源波长能够透射的光学材料基片。
3.根据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述的多个基片数量不少于3个。
4.根据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述的多个基片组合方式为其中m为基片数量，n为需要组合的基片数量，则可以组合的数量计算公式为
5.据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述的根据单个基片透过率测量结果计算得到多片基片透过率计算值的计算方式为相乘，单个基片透过率测量值为t1，t2……tm，m为基片数量，1～n片基片组合后的透过率计算值为Tn＝t1×t2……tn。
6.根据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述透过率测量的准确性表示为相对误差，基片组合的透过率测量结果表示为T′n，根据单个基片测量结果通过相乘的方式计算得到的透过率为Tn，则透过率测量的相对误差表示为
7.根据权利要求1所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：测量基片及基片组合透过率时，基片的入射角度大于零度，并且保证测量单片和基片组合的透过率时入射角度相同。
8.根据权利要求7所述的一种透过率测量准确性标定方法，其特征在于：所述测量基片组合透过率时，基片的入射角度和基片之间的距离保证入射至基片的光在基片之间不存在多次反射。
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