CN111650163A - 一种高功率激光增透膜透过率测量方法及其测量装置 - Google Patents

一种高功率激光增透膜透过率测量方法及其测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高功率激光增透膜透过率测量技术，具体涉及一种高功率激光增透膜透过率测量方法，以解决现有的增透膜透过率测量精确度低的问题。本发明所采用的技术方案为；一种高功率激光增透膜透过率测量方法，首先，控制计算机控制激光光源设备输出准直光束；其次，通过干涉光路将准直光束分为两束光，并调节干涉光路，使两束光在探测系统中形成第一干涉条纹图像；再次，样品台将待测透射元件切入干涉光路中，在探测系统中形成第二干涉条纹图像；最后，控制计算机对第一干涉条纹图像和第二干涉条纹图像进行滤波去噪处理并计算增透膜透过率；本发明还提供了一种高功率激光增透膜透过率测量装置。

Description

一种高功率激光增透膜透过率测量方法及其测量装置
技术领域
本发明涉及高功率激光增透膜透过率测量技术，具体涉及一种高功率激光增透膜透过率测量方法及其测量装置。
背景技术
在高功率激光系统中，为了减少激光能量的损耗，通常会在透射元件表面镀增透膜。膜层透射率是评价镀膜质量的主要指标，并影响激光系统的工作性能和安全性，因此，准确测量增透膜的透射率具有重要意义。
目前测量增透膜透过率主要采用直接比率法，即分别测量入射激光通量Pi和透射激光通量Po，通过透过率计算公式T＝(Po/Pi)得到增透膜透过率。
上述增透膜透过率测量方式分为单光路法和双光路法两种。单光路法是采用单一探测器先后测量无待测元件和有待测元件时的光通量，测量重复性和准确度易受光源输出功率波动的影响；双光路法是采用双探测器分别同时测量无待测元件光路(参考光路)和有待测元件光路(测量光路)的光通量，测量重复性和准确度易受双探测器不一致性的影响。因此，直接比率测量方法难以满足高功率激光增透膜透过率的测量精度要求。
发明内容
本发明目的在于提供了一种高功率激光增透膜透过率测量方法及其测量装置，用以克服现有直接比率测量方法测量增透膜透过率，存在测量重复性和准确度差、测量精确度低的技术问题。
本发明所采用的技术方案为：一种高功率激光增透膜透过率测量方法，包括以下步骤：
1)控制计算机控制激光光源设备输出准直光束；
2)通过干涉光路将准直光束分为两束光，并调节干涉光路，使两束光在探测系统中形成第一干涉条纹图像；
3)样品台将待表面镀增透膜的测透射元件切入干涉光路中，调整待测透射元件的方位角，在探测系统中形成第二干涉条纹图像；
4)首先，控制计算机对第一干涉条纹图像和第二干涉条纹图像进行滤波去噪处理；
其次，控制计算机从滤波去噪后的第一干涉条纹图像中提取第一干涉条纹强度的最大值Imax和最小值Imin，并计算第一干涉条纹图像的对比度v；
再次，控制计算机从滤波去噪后的第二干涉条纹图像中提取第二干涉条纹强度的最大值Imax′和最小值Imin′，并计算第二干涉条纹图像的对比度v′；
最后，控制计算机得到待测透射元件的对比度的变化量为：dv＝v′-v；
5)根据下述公式计算待测透射元件透过率T：
Figure BDA0002550531710000021
6)将待测透射元件多次切入和切出光路进行测量，求得待测透射元件透过率T的平均值作为待测透射元件透过率的测量值。
进一步地，步骤4)中，第一干涉条纹图像的对比度v的计算公式为：
Figure BDA0002550531710000022
第二干涉条纹图像的对比度v′的计算公式为：
Figure BDA0002550531710000023
本发明还提供了一种高功率激光增透膜透过率测量装置，包括设置在工作台上的激光光源设备、样品台、干涉光路、探测系统以及控制计算机，所述激光光源设备输出的准直光束经干涉光路干涉后在探测系统中形成干涉条纹图像；所述样品台将表面镀增透膜的待测透射元件切入或切出干涉光路；所述激光光源设备和探测系统均通过信号线缆与控制计算机相连。
进一步地，所述干涉光路包括矩形分布且相互平行的第一分光镜、第一反射镜、第二分光镜和第二反射镜，所述激光光源设备设在第一分光镜入射面一侧，所述探测系统设在在第二分光镜出射面一侧；
所述第一分光镜产生的透射光依次通过第一反射镜反射和第二分光镜透射后入射至探测系统，所述第一分光镜产生的反射光依次通过第二反射镜反射和第二分光镜反射后入射至探测系统。
进一步地，所述样品台设置在第一反射镜和第二分光镜之间，所述样品台可在工作台上平移和转动。
进一步地，所述第一反射镜和第二反射镜均可进行方位俯仰的二维调节。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
一、本发明使用双光束的干涉光路对增透膜透过率进行测量，即通过单一探测系统同时对有待测透射元件光路和无待测透射元件光路进行探测，使探测系统获得干涉条纹图像，然后控制计算机计算待测透射元件透过率，避免了双探测器测量性能不一致和激光光源波动对透过率测量的影响，实现了高功率激光增透膜高透过率的精确测量。
二、本发明多次将待测透射元件切入和切出光路进行测量，求得待测透射元件透过率平均值作为待测透射元件透过率的测量值，提高了高功率激光增透膜透过率测量的准确度。
三、本发明由于干涉条纹的对比度受光源波动的影响极小，故该方法也有效减小了光源稳定性对测量重复性的影响。
附图说明
图1为本发明一种高功率激光增透膜透过率测量装置的结构图。
图中1-激光光源设备，2-第一分光镜，3-第一反射镜，4-第二分光镜，5-第二反射镜，6-样品台，7-探测系统，8-控制计算机。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。
本实施例中的一种高功率激光增透膜透过率测量方法，包括以下步骤：
1)控制计算机8控制激光光源设备1输出准直光束；
2)通过干涉光路将准直光束分为两束光，并调节干涉光路，使两束光在探测系统7中形成第一干涉条纹图像；
3)样品台6将表面镀增透膜的待测透射元件切入干涉光路中，调整待测透射元件的方位角，在探测系统7中形成第二干涉条纹图像；
4)首先，控制计算机8对第一干涉条纹图像和第二干涉条纹图像进行滤波去噪处理；
其次，控制计算机8从滤波去噪后的第一干涉条纹图像中提取第一干涉条纹强度的最大值Imax和最小值Imin，并计算第一干涉条纹图像的对比度v；
再次，控制计算机8从滤波去噪后的第二干涉条纹图像中提取第二干涉条纹强度的最大值Imax′和最小值Imin′，并计算第二干涉条纹图像的对比度v′；
最后，控制计算机8得到待测透射元件的对比度的变化量为：dv＝v′-v；
5)根据下述公式计算待测透射元件透过率T：
Figure BDA0002550531710000051
6)将待测透射元件多次切入和切出光路进行测量，求得待测透射元件透过率T的平均值作为待测透射元件透过率的测量值。
步骤4)中，第一干涉条纹图像的对比度v的计算公式为：
Figure BDA0002550531710000052
第二干涉条纹图像的对比度v′的计算公式为：
Figure BDA0002550531710000053
如图1所示，本发明还提供了一种高功率激光增透膜透过率测量装置，包括设置在工作台上的激光光源设备1、样品台6、干涉光路、探测系统7以及控制计算机8，所述激光光源设备1输出的准直光束经干涉光路干涉后在探测系统7中形成干涉条纹图像；所述样品台6将表面镀增透膜的待测透射元件切入或切出干涉光路；所述激光光源设备1和探测系统7均通过信号线缆与控制计算机8相连。
所述干涉光路包括矩形分布且相互平行的第一分光镜2、第一反射镜3、第二分光镜4和第二反射镜5，所述激光光源设备1设在第一分光镜2入射面一侧，所述探测系统7设在在第二分光镜4出射面一侧；
所述第一分光镜2产生的透射光依次通过第一反射镜3反射和第二分光镜4透射后入射至探测系统7，所述第一分光镜2产生的反射光依次通过第二反射镜5反射和第二分光镜4反射后入射至探测系统7。
所述样品台6设置在第一反射镜3和第二分光镜4之间，所述样品台6可在工作台上平移和转动。
所述第一反射镜3和第二反射镜5均可进行方位俯仰的二维调节。
本发明使用双光束的干涉光路对增透膜透过率进行测量，通过探测系统7对干涉条纹强度的探测，控制计算机8提取强度信息计算出对比度，基于待测透射元件透射率趋近于1的事实，以差分近似代替微分得到对比度的变化率，计算得到待测透射元件透过率，实现了高功率激光增透膜高透过率的精确测量。
以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种高功率激光增透膜透过率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)控制计算机(8)控制激光光源设备(1)输出准直光束；
2)通过干涉光路将准直光束分为两束光，并调节干涉光路，使两束光在探测系统(7)中形成第一干涉条纹图像；
3)样品台(6)将表面镀增透膜的待测透射元件切入干涉光路中，调整待测透射元件的方位角，在探测系统(7)中形成第二干涉条纹图像；
4)首先，控制计算机(8)对第一干涉条纹图像和第二干涉条纹图像进行滤波去噪处理；
其次，控制计算机(8)从滤波去噪后的第一干涉条纹图像中提取第一干涉条纹强度的最大值Imax和最小值Imin，并计算第一干涉条纹图像的对比度v；
再次，控制计算机(8)从滤波去噪后的第二干涉条纹图像中提取第二干涉条纹强度的最大值Imax′和最小值Imin′，并计算第二干涉条纹图像的对比度v′；
最后，控制计算机(8)得到待测透射元件对比度的变化量为：dv＝v′-v；
5)根据下述公式计算待测透射元件透过率T：
Figure FDA0002550531700000011
6)将待测透射元件多次切入和切出光路进行测量，求得待测透射元件透过率T的平均值作为待测透射元件透过率的测量值。
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光增透膜透过率测量方法，其特征在于：步骤4)中，第一干涉条纹图像的对比度v的计算公式为：
Figure FDA0002550531700000012
第二干涉条纹图像的对比度v′的计算公式为：
Figure FDA0002550531700000021
3.一种高功率激光增透膜透过率测量装置，其特征在于：包括设置在工作台上的激光光源设备(1)、样品台(6)、干涉光路、探测系统(7)以及控制计算机(8)，所述激光光源设备(1)输出的准直光束经干涉光路干涉后在探测系统(7)中形成干涉条纹图像；所述样品台(6)将表面镀增透膜的待测透射元件切入或切出干涉光路；所述激光光源设备(1)和探测系统(7)均通过信号线缆与控制计算机(8)相连。
4.根据权利要求3所述的一种高功率激光增透膜透过率测量装置，其特征在于：所述干涉光路包括矩形分布且相互平行的第一分光镜(2)、第一反射镜(3)、第二分光镜(4)和第二反射镜(5)，所述激光光源设备(1)设在第一分光镜(2)入射面一侧，所述探测系统(7)设在在第二分光镜(4)出射面一侧；
所述第一分光镜(2)产生的透射光依次通过第一反射镜(3)反射和第二分光镜(4)透射后入射至探测系统(7)，所述第一分光镜(2)产生的反射光依次通过第二反射镜(5)反射和第二分光镜(4)反射后入射至探测系统(7)。
5.根据权利要求4所述的一种高功率激光增透膜透过率测量装置，其特征在于：所述样品台(6)设置在第一反射镜(3)和第二分光镜(4)之间，所述样品台(6)可在工作台上平移和转动。
6.根据权利要求5所述的一种高功率激光增透膜透过率测量装置，其特征在于：所述第一反射镜(3)和第二反射镜(5)均可进行方位俯仰的二维调节。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539920A (zh) * 2020-11-29 2021-03-23 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光光学元件高反射率测量方法及装置

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128942A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Kobe Steel Ltd 光熱変換測定装置
JP2008215833A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Victor Co Of Japan Ltd 光学特性測定装置および光学特性測定方法
CN101802593A (zh) * 2007-09-25 2010-08-11 爱科来株式会社 分光测量用压片、其制造方法和分光测量方法
CN102213682A (zh) * 2011-04-18 2011-10-12 中国计量学院 一种干涉不敏感太赫兹波透射测量方法
CN103018012A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 中国科学院光电研究院 一种光学元件透过率的测量方法及装置
CN103105284A (zh) * 2013-01-14 2013-05-15 中国科学院光电技术研究所 一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法
CN103674243A (zh) * 2013-10-10 2014-03-26 昆明物理研究所 长波红外空间调制干涉小型化方法
CN104422401A (zh) * 2013-08-22 2015-03-18 Snu精密股份有限公司 集成式形状测量装置
CN205749282U (zh) * 2016-05-11 2016-11-30 黄河科技学院 一种利用迈克尔逊干涉光路测量空气折射率的实验装置
CN107764777A (zh) * 2017-10-30 2018-03-06 三明学院 一种薄膜透光均匀性检测装置及检测方法
CN108705751A (zh) * 2018-05-16 2018-10-26 南昌大学 注塑成型聚合物大分子取向动态检测系统及其检测方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128942A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Kobe Steel Ltd 光熱変換測定装置
JP2008215833A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Victor Co Of Japan Ltd 光学特性測定装置および光学特性測定方法
CN101802593A (zh) * 2007-09-25 2010-08-11 爱科来株式会社 分光测量用压片、其制造方法和分光测量方法
CN102213682A (zh) * 2011-04-18 2011-10-12 中国计量学院 一种干涉不敏感太赫兹波透射测量方法
CN103018012A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 中国科学院光电研究院 一种光学元件透过率的测量方法及装置
CN103105284A (zh) * 2013-01-14 2013-05-15 中国科学院光电技术研究所 一种光刻机中照明系统各光学组件透过率的测量装置及测量方法
CN104422401A (zh) * 2013-08-22 2015-03-18 Snu精密股份有限公司 集成式形状测量装置
CN103674243A (zh) * 2013-10-10 2014-03-26 昆明物理研究所 长波红外空间调制干涉小型化方法
CN205749282U (zh) * 2016-05-11 2016-11-30 黄河科技学院 一种利用迈克尔逊干涉光路测量空气折射率的实验装置
CN107764777A (zh) * 2017-10-30 2018-03-06 三明学院 一种薄膜透光均匀性检测装置及检测方法
CN108705751A (zh) * 2018-05-16 2018-10-26 南昌大学 注塑成型聚合物大分子取向动态检测系统及其检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Y. LAAZIZ ET AL.: "Optical characterization of low optical thickness thin films from transmittance and back reflectance measurements", 《THIN SOLID FILMS》 *
陈芳等: "傅里叶变换光谱仪多次反射杂光对调制度的影响分析", 《光谱学与光谱分析》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112539920A (zh) * 2020-11-29 2021-03-23 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光光学元件高反射率测量方法及装置
CN112539920B (zh) * 2020-11-29 2021-10-15 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种激光光学元件高反射率测量方法

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