CN204612671U - 一种光学薄膜元件热变形的检测光路 - Google Patents
一种光学薄膜元件热变形的检测光路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204612671U CN204612671U CN201420671771.9U CN201420671771U CN204612671U CN 204612671 U CN204612671 U CN 204612671U CN 201420671771 U CN201420671771 U CN 201420671771U CN 204612671 U CN204612671 U CN 204612671U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- light path
- thin film
- lens
- mirror
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种光学薄膜元件热变形的检测光路,包括由固体激光器形成的辐照光路和由He-Ne激光器形成的入射光路,He-Ne激光器起由近至远分别设置有准直透镜、扩束透镜、光学窗口和第二导光反射镜,倾斜的第二导光反射镜通过与其平行的第一导光反射镜将光束传输到由相互平行反射腔镜和光斑腔镜形成的光腔中;固体激光器起由近至远分别设置有耦合聚焦镜片组,能量光纤和整形镜片组,经过整形镜片组的光束倾斜入射到光学窗口中。本实用新型低功率光路和高功率光路相互独立,避免了辐照光路对入射光路的交互影响,本实用新型适用范围广,可以实现对各类光学薄膜元件和光学基底热变形对光束的调制检测。
Description
技术领域
本实用新型属于一种检测光路,具体涉及一种光学薄膜元件热变形对对光束传输性能影响的检测光路。
背景技术
光学薄膜元件是激光器及其相关光学传输系统中使用最多,也是重要的元件之一,当强激光束作用在光学薄膜元件表面时,无论是镀增透膜的透射式元件还是镀反射膜的反射式元件,由于光学薄膜元件吸收激光能量,光学元件表面发生变形。对于功率较低的光束还不明显,而高功率激光会导致光学元件急剧温升,引起较大变形。光学元件变形引起波前畸变,使得光束发散角变化,光斑中心漂移,导致激光器和光学系统的最终输出光束质量下降和传输特性的改变。随着激光器输出功率的增加,光学薄膜元件热变形对高能激光系统输出光束质量的影响将更加显著,已经成为系统设计中必需重视的问题之一。因此研究高功率激光辐照下光学薄膜元件的热变形对光束传输性能的影响可以为高能激光系统的优化设计和自适应光学系统校正范围指标的制定提供重要的参考。
在光学薄膜元件热变形对光束传输特性影响的研究中,许多学者使用有限元法计算激光辐照下光学元件表面温升和面形随时间变化的特性,使用Zernike多项式对镜面面形进行曲面拟合,使用光线追迹的方法计算波前分布PV值、Strehl比等随时间变化的特性。刘文广等.非均匀激光辐照下硅镜热变形对光束传输特性的影响.强激光与 粒子束,2008年,Vol.20,No.10。但上述理论缺乏实验验证。在实验研究方面,有学者通过自行搭建的光路对光学窗口热效应引起的光束质量退化在实验中得到了验证。郭麓等.窗口效应对高能激光光束质量影响的实验研究.红外与激光工程,2003年,Vol.32,No.2。但上述光路只能实现窗口变形对近场光束质量影响的验证,不能检测光束传输不同距离处的调制光斑,同时该光路只针对光学窗口的验证,不能应用到其他光学薄膜元件热变形对光束调制作用的检测。
发明内容
本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出,其目的是提供对光学薄膜元件热变形对光束远场调制影响的检测光路。
本实用新型的技术方案是:一种光学薄膜元件热变形的检测光路,包括由固体激光器形成的辐照光路和由He-Ne激光器形成的入射光路,He-Ne激光器起由近至远分别设置有准直透镜、扩束透镜、光学窗口和第二导光反射镜,倾斜的第二导光反射镜通过与其平行的第一导光反射镜将光束传输到由相互平行反射腔镜和光斑腔镜形成的光腔中;固体激光器起由近至远分别设置有耦合聚焦镜片组,能量光纤和整形镜片组,经过整形镜片组的光束倾斜入射到光学窗口中。
经过整形镜片组的光束倾斜入射到光学窗口的入射角小于10°。
准直透镜和扩束透镜的间距为两透镜焦距之和。
本实用新型低功率光路和高功率光路相互独立,避免了辐照光路对入射光路的交互影响,本实用新型中照射到待测薄膜元件表面的光斑大小可调,由两片腔镜组成的光腔系统,通过反射次数和腔镜距离 的调节,可以观测不同传输距离处的调制光斑,因此本实用新型适用范围广,可以实现对各类光学薄膜元件和光学基底热变形对光束的调制检测。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是热变形前光斑腔镜的光斑示意图;
图3是热变形后光斑腔镜的光斑示意图。
其中:
1 固体激光器 2 耦合聚焦镜片组
3 能量光纤 4 整形镜片组
5 反射腔镜 6 光斑腔镜
7 第一导光反射镜 8 第二导光反射镜
9 光学窗口 10 扩束透镜
11 准直透镜 12He-Ne激光器。
具体实施方式
以下,参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明:
如图1所示,一种光学薄膜元件热变形的检测光路,包括由固体激光器1形成的辐照光路和由He-Ne激光器12形成的入射光路,He-Ne激光器12起由近至远分别设置有准直透镜11、扩束透镜10、光学窗口9和第二导光反射镜8,倾斜的第二导光反射镜8通过与其平行的第一导光反射镜7将光束传输到由相互平行反射腔镜5和光斑腔镜6形成的光腔中;固体激光器1起由近至远分别设置有耦合聚焦 镜片组2,能量光纤3和整形镜片组4,经过整形镜片组4的光束倾斜入射到光学窗口9中。
经过整形镜片组4的光束倾斜入射到光学窗口9的入射角小于10°。
准直透镜11和扩束透镜10的间距为两透镜焦距之和。
所述的由固体激光器1形成的辐照光路和由He-Ne激光器12形成的入射光路不在一个光学平台,相距5米,可以减小固体激光器运行引起的振动和气流扰动对检测结果的影响。
本实用新型中光学窗口9的光片为50mm×10mm,熔融石英基底,500nm到650nm波长镀增透膜的光学窗口的热变形对光束的调制进行了检测,准直透镜焦距516mm,扩束透镜焦距1862mm,对He-Ne激光进行3倍扩束,腔镜尺寸200mm×50mm×40mm,反射腔镜5和光斑腔镜6之间的距离15米。
本实用新型的检测过程如下:
(ⅰ)按图1搭好入射光路,通过调节,保证He-Ne激光照射到准直透镜11、扩束透镜10、光学窗口9、第一导光反射镜7、第二导光反射镜8、反射腔镜5和光斑腔镜6的中心,调节第一导光反射镜7和第二导光反射镜8,使He-Ne光束照射到反射腔镜5下边缘上方1cm中心位置,根据所需要检测的传输距离,对反射腔镜5和光斑腔镜6进行二维调节,在光斑腔镜6上调出所需要的光点个数;每个光点即代表不同的传输距离,调节准直透镜11和扩束透镜10的间距,对He-Ne光束进行准直,使腔镜上每个光点的大小一致。
(ⅱ)按图1搭辐照光路,固体激光器1发出弱光,调整光纤整形镜片组4的位置,使激光以小于10度的入射角照射到光学窗口9中心对称位置,尽量与He-Ne光斑重合。
(ⅲ)对固体激光器1逐渐增加电流,激光功率增加,光学窗口9吸收激光能量,表面变形,对经过其传输的He-Ne光束进行调制,光斑变形,通过光斑腔镜6上光斑的变化即可观测出不同传输距离处的调制结果。
如图2所示,固体激光辐照功率100W,固体辐照光斑与He-Ne入射光斑基本重合,辐照初期腔镜6上光斑的差别并不大。如图3所示,但随着辐照时间的增加,大约30秒后,弱光经过窗口传输后光斑半径明显发生了变化,5分钟后趋于稳定,在光斑腔镜6上第2个光点处(传输距离约60m)可看出光斑聚焦,第3、第4个光点以后越来越发散。说明光学窗口不再是理想平板,变成一个双凸的正透镜,对于准直的平行光起到会聚作用,窗口变形对光束的调制得到了实验验证。
本实用新型低功率光路和高功率光路相互独立,避免了辐照光路对入射光路的交互影响,本实用新型中照射到待测薄膜元件表面的光斑大小可调,由两片腔镜组成的光腔系统,通过反射次数和腔镜距离的调节,可以观测不同传输距离处的调制光斑,因此本实用新型适用范围广,可以实现对各类光学薄膜元件和光学基底热变形对光束的调制检测。
Claims (3)
1.一种光学薄膜元件热变形的检测光路,包括由固体激光器(1)形成的辐照光路和由He-Ne激光器(12)形成的入射光路,其特征在于:He-Ne激光器(12)起由近至远分别设置有准直透镜(11)、扩束透镜(10)、光学窗口(9)和第二导光反射镜(8),倾斜的第二导光反射镜(8)通过与其平行的第一导光反射镜(7)将光束传输到由相互平行反射腔镜(5)和光斑腔镜(6)形成的光腔中;固体激光器(1)起由近至远分别设置有耦合聚焦镜片组(2),能量光纤(3)和整形镜片组(4),经过整形镜片组(4)的光束倾斜入射到光学窗口(9)中。
2.根据权利要求1所述的一种光学薄膜元件热变形的检测光路,其特征在于:经过整形镜片组(4)的光束倾斜入射到光学窗口(9)的入射角小于10°。
3.根据权利要求1所述的一种光学薄膜元件热变形的检测光路,其特征在于:准直透镜(11)和扩束透镜(10)的间距为两透镜焦距之和。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420671771.9U CN204612671U (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种光学薄膜元件热变形的检测光路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201420671771.9U CN204612671U (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种光学薄膜元件热变形的检测光路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN204612671U true CN204612671U (zh) | 2015-09-02 |
Family
ID=53965224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201420671771.9U Expired - Fee Related CN204612671U (zh) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | 一种光学薄膜元件热变形的检测光路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN204612671U (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104296675B (zh) * | 2014-11-12 | 2017-08-25 | 核工业理化工程研究院 | 光学薄膜元件热变形的检测光路 |
CN108121133A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-06-05 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 光学投影装置及其控制方法 |
WO2019109414A1 (zh) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 济南兰光机电技术有限公司 | 一种检测材料伸缩率的装置、方法以及薄膜热缩测试仪 |
-
2014
- 2014-11-12 CN CN201420671771.9U patent/CN204612671U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104296675B (zh) * | 2014-11-12 | 2017-08-25 | 核工业理化工程研究院 | 光学薄膜元件热变形的检测光路 |
CN108121133A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-06-05 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 光学投影装置及其控制方法 |
WO2019109414A1 (zh) * | 2017-12-06 | 2019-06-13 | 济南兰光机电技术有限公司 | 一种检测材料伸缩率的装置、方法以及薄膜热缩测试仪 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102608757B (zh) | 提高高能拍瓦激光聚焦功率密度的装置和方法 | |
CN105278011B (zh) | 一种光纤激光准直整形装置及其设计方法 | |
CN204612671U (zh) | 一种光学薄膜元件热变形的检测光路 | |
Davis | Fresnel lens solar concentrator derivations and simulations | |
CN105425394A (zh) | 高能量高准直角太阳模拟器光学系统 | |
CN102588892A (zh) | 太阳模拟器光学系统 | |
CN103809290A (zh) | 一种光学系统面形误差相互补偿优化方法 | |
Song et al. | Flexible high flux solar simulator based on optical fiber bundles | |
Awasthi et al. | Design of Fresnel lens with spherical facets for concentrated solar power applications | |
Yu et al. | Automatic low-order aberration correction based on geometrical optics for slab lasers | |
CN104020566A (zh) | 二维大规模激光束阵列占空比调节装置 | |
KR20140045346A (ko) | 레이저빔의 확장 장치 및 방법 | |
CN114296245A (zh) | 一种拉曼光束整形装置 | |
CN103439767B (zh) | 一种可编程的光纤模式激励和耦合方法 | |
CN105042518A (zh) | 太阳模拟器光学系统 | |
CN101358898A (zh) | 激光棒正热透镜焦距的测量装置和方法 | |
CN103885186B (zh) | 一种基于棱镜对和柱面镜的消像散光束整形系统 | |
CN104296675B (zh) | 光学薄膜元件热变形的检测光路 | |
Wang et al. | Research progress of deep-UV nonlinear optical crystals and all-solid-state deep-UV coherent light sources | |
CN203838413U (zh) | 一种基于棱镜对和柱面镜的消像散光束整形系统 | |
Yang et al. | Optimum design of aspheric collimation lenses for optical antenna system | |
CN109001911A (zh) | 一种激光传能光学系统及其建立方法 | |
Liu et al. | A remote laser focusing system with spatial light modulator | |
Korolkov et al. | Conformal optical elements for correcting wavefront distortions in YAG: Nd3+ active elements | |
Han et al. | Studies on the light permeance characteristic of a Fresnel lens group applied in high concentration solar energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150902 Termination date: 20171112 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |