CN112234420A - 基于混沌激光的光学元件高反射率测量系统 - Google Patents

基于混沌激光的光学元件高反射率测量系统 Download PDF

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王圣浩
刘世杰
李灵巧
徐学科
吴福林
潘靖宇
王微微
徐天柱
邵建达
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Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
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Shanghai Hengyi Optical Precision Machinery Co ltd
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
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    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
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Abstract

一种基于混沌激光的光学元件高反射率的测量系统，包括激光器、光电探测器和示波器，还包括光纤隔离器、第一光纤耦合器、供待测光学元件放置的样品台、第一姿态调节机构、第二姿态调节机构和第二光纤耦合器。本发明的测量灵敏度大大提高，测量系统可以实现小型化。

Description

基于混沌激光的光学元件高反射率测量系统
技术领域
本发明涉及高反射率的测量领域，特别是一种基于混沌激光的光学元件高反射率(反射率高于99.9％)的测量系统。
背景技术
高反射率镜有广泛的应用，其反射率决定到了系统的关键参数，因此高反射率的测量具有重要的意义。
目前国际上普遍采用的测量高反射率的光路结构如图1所示，主要包括光源1、光阑2、前端腔镜3、后端腔镜4、光电探测器5、示波器6和信号发生器7。
这种方法可以成功的完成高反射率的测量，但是其存在以下几个缺点：
(1)系统的探测灵敏度较低。
(2)由于谐振腔是由腔反射镜构成的，而腔反射镜需要精密装调后才可以正常工作，因此测量过程繁琐，并且系统不能实现小型化。
发明内容
为了解决现有高反射率测量方法中存在的问题，本发明提供一种基于基于混沌激光的光学元件高反射率测量系统，本发明的测量灵敏度大大提升，测量系统具有结构紧凑、布局灵活的特点。
本发明的技术解决方案如下：
一种基于混沌激光的光学元件高反射率的测量系统，包括激光器、光电探测器和示波器，其特点在于还包括光纤隔离器、第一光纤耦合器、供待测光学元件放置的样品台、第一姿态调节机构、第二姿态调节机构和第二光纤耦合器；
所述激光器输出混沌激光，且该激光器的输出端通过第一光纤与所述光纤隔离器的输入端相连接，该光纤隔离器的输出端通过第二光纤与所述第一光纤耦合器的第一输入端相连，该第一光纤耦合器输出的激光经第四光纤传输后照射在所述的待测光学元件上，经待测光学元件反射的激光经第五光纤传输后输入所述第二光纤耦合器的输入端，该第二光纤耦合器的第一输出端与所述第一光纤耦合器的第二输入端相连接，所述的第二光纤耦合器的第二输出端与所述的光电探测器的输入端相连，所述的光电探测器的输出端与所述的示波器的输入端相连，所述的第一光纤耦合器、第四光纤、第五光纤、第二光纤耦合器和第三光纤构成光纤环形谐振腔。
在所述的第四光纤上设有第一姿态调节机构，用于调节第四光纤的方位角；在所述的第五光纤上设有第一姿态调节机构，用于调节第五光纤(18)的方位角。
与现有高反射率测量方法(腔反射镜需要精密装调，测量过程繁琐，抗干扰能力差)相比，本发明光纤环形谐振腔安装快捷方便，抗干扰能力强，系统有望实现小型化。
附图说明
图1是现有测量高反射率的结构示意图；
图2是图1加入待测的高反射光学元件8后高反射率测量系统的布局图；
图3是本发明高反射率测量系统的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
图3是本发明高反射率测量系统的结构图。由图可见，本发明光学元件高反射率的测量系统，包括混沌激光光源1、光电探测器5、示波器6、还有第一光纤9、光纤隔离器10、第二光纤11、第三光纤12、第一光纤耦合器13、第四光纤14、样品台15、第一姿态调节机构16、第二姿态调节机构17、第五光纤18、第二光纤耦合器19、第六光纤20、所述的样品台15供待测的高反射光学元件8设置，所述混沌激光光源1的输出端通过所述第一光纤9与所述光纤隔离器10的输入端相连接，所述光纤隔离器10的输出端通过所述第二光纤11与所述第一光纤耦合器13的第一输入端相连，该第一光纤耦合器13输出的激光经过所述第四光纤14的传输后照射在所述的待测的高反射光学元件8上，所述的高反射光学元件8反射的激光经过所述第五光纤18的传输后进入所述第二光纤耦合器19的输入端，所述第二光纤耦合器19的第一输出端与所述第一光纤耦合器13的第二输入端相连接，所述的第二光纤耦合器19的第二输出端与所述的光电探测器5的输入端相连，所述的光电探测器5的输出端与所述的示波器6的第二输入端相连，所述的第一光纤耦合器13、第四光纤14、第五光纤18、第二光纤耦合器19和第三光纤12构成光纤环形谐振腔。
实施例1：
图中，1为混沌激光器，5为高速光电探测器(美国Newport有限公司，125-MHzPhotoreceivers Models 1811)，6为示波器(美国Tektronix有限公司，DPO2022B)，8为待测样品(日本SIGMA KOKI，TFHSM-25.4C06-1064)，9、11、12、14、18、20为传输光纤(美国Nufern公司)，10为光纤隔离器(美国Thorlabs有限公司，IO-F-1050)，13为前端光纤耦合器(美国Thorlabs有限公司，TN1064R1F2A)，19为后端光纤耦合器(美国Thorlabs有限公司，TN1064R1F2A)。
混沌激光光源用于为测量系统提供混沌光源，激光光源出射的激光光束经过第一光纤的传输后进入光纤隔离器，光纤隔离器用于阻止背向传输光，光纤隔离器出射的激光光束经过第二光纤的传输后进入第一光纤耦合器中，第一光纤耦合器的输出光束经过第四光纤的传输后照射在待测样品的表面上，第二姿态调节机构用于调节入射激光的方位角，样品台用于放置待测样品，样品反射的激光光束经过第五光纤的传输后进入第二光纤耦合器中，第一姿态调节机构用于调节第五光纤的方位角，第二光纤耦合器的一路输出光经过第三光纤的传输后进入第一光纤耦合器中，第二光纤耦合器的另一路输出光经过第六光纤的传输后被光电探测器采集，示波器用于测量光电探测器输出的电压信号。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于混沌激光的光学元件高反射率的测量系统，包括激光器(1)、光电探测器(5)和示波器(6)，其特征在于还包括光纤隔离器(10)、第一光纤耦合器(13)、供待测光学元件(8)放置的样品台(15)、第一姿态调节机构(16)、第二姿态调节机构(17)和第二光纤耦合器(19)；
所述激光器(1)输出混沌激光，且该激光器(1)的输出端通过第一光纤(9)与所述光纤隔离器(10)的输入端相连接，该光纤隔离器(10)的输出端通过第二光纤(11)与所述第一光纤耦合器(13)的第一输入端相连，该第一光纤耦合器(13)输出的激光经第四光纤(14)传输后照射在所述的待测光学元件(8)上，经待测光学元件(8)反射的激光经第五光纤(18)传输后输入所述第二光纤耦合器(19)的输入端，该第二光纤耦合器(19)的第一输出端与所述第一光纤耦合器(13)的第二输入端相连接，所述的第二光纤耦合器(19)的第二输出端与所述的光电探测器(5)的输入端相连，所述的光电探测器(5)的输出端与所述的示波器(6)的输入端相连，所述的第一光纤耦合器(13)、第四光纤(14)、第五光纤(18)、第二光纤耦合器(19)和第三光纤(12)构成光纤环形谐振腔。
2.根据权利要求1所述的基于混沌激光的光学元件高反射率的测量系统，其特征在于，在所述的第四光纤(14)上设有第一姿态调节机构(17)，用于调节第四光纤(14)的方位角；在所述的第五光纤(18)上设有第一姿态调节机构(16)，用于调节第五光纤(18)的方位角。
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