CN208350331U - 激光损伤阈值测试装置 - Google Patents

Abstract

激光损伤阈值测试装置，涉及激光测试技术领域。本实用新型为了解决现有技术中激光损伤阈值自动测试平台实验器件冗余、实验占用空间过大、测试方式单一、自动化程度低的技术问题，包括一体柜、水冷系统、控制系统、调Q激光器、激光调整架、集成腔、自动位移测试平台和样品放置平台。一体柜的上表面安装激光调整架，激光调整架上设置有托板，调Q激光器固定在托板上，一体柜的内部安装有可移动挡板，可移动挡板上放置脉冲激光电源、水冷系统和控制系统，水冷系统，通过上行和下行两个水管与调Q激光器连接；集成腔与调Q激光器一体连接，自动位移测试平台与样品放置台连接，本新型缩减了实验器件冗余、减少了实验占用空间。

Description

激光损伤阈值测试装置

技术领域

本发明涉及一种激光光路中所用镜片的激光损伤阈值的测试技术，具体涉及一种激光损伤阈值测试装置。

背景技术

随着科学技术的发展，大功率高能量激光系统的应用范围不断扩大，激光系统中存在大量的薄膜元件，这些原件的抗激光损伤性能与激光系统的有效高速运行密不可分。因此，薄膜抗激光损伤性能(即激光损伤阈值)已成为衡量光学薄膜元件的重要性能指标之一。

而现有的激光损伤阈值测试的平台，需要的实验器件冗余，实验占用空间过大，且只能进行单一的单点的“1-on-1”或“S-on-1”测试。

在此背景下，我们提出的激光损伤阈值测试装置及测试方法，可实现单点或多点的“1-on-1”及“S-on-1”测试方式。在此装置中，我们提供了镜片初始测试点校准方式，简化了测试平台，加深了测试的自动化程度，并提高了测试效率。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中激光损伤阈值自动测试平台实验器件冗余、实验占用空间过大、测试方式单一、自动化程度低的技术问题，提供一种激光损伤阈值测试装置。

激光损伤阈值测试装置，包括一体柜、脉冲激光电源、水冷系统、控制系统、激光调整架、调Q激光器、集成腔、样品放置平台和自动位移测试平台；所述一体柜的上表面安装激光调整架，所述激光调整架上设置有托板，所述调Q 激光器固定在托板上，通过激光调整架上方摇臂控制托板在z轴方向上的位置；所述一体柜的内部安装有可移动挡板，所述可移动挡板上放置脉冲激光电源、水冷系统和控制系统，所述水冷系统，通过上行和下行两个水管与调Q激光器连接；

所述集成腔位于调Q激光器前端，与调Q激光器一体连接，所述集成腔内设置衰减器、激光扩束镜、检偏片、激光聚焦镜、第一全反镜、激光准直器、第二全反镜和第三全反镜；所述集成腔的外侧固定有激光能量计；所述调Q激光器发出的激光经衰减器、激光扩束镜后入射至检偏片，经所述检偏片产生的反射光入射至激光能量计，产生的偏振光经过激光聚焦镜后入射至第一全反镜；所述激光准直器出射的激光经第二全反镜反射后入射至第三全反镜，经所述第三全反镜反射后经检偏片反射至激光聚焦镜，经激光聚焦镜聚焦后入射至第一全反镜；

所述样品放置平台固定悬挂于一体柜左侧外部，并通过摇臂调整样品放置平台的顶面平台在z轴方向的相对高度；所述自动位移测试平台通过与样品放置平台固定连接，自动位移测试平台包括自定心光学夹持器和两个步进电机，所述步进电机控制自定心光学夹持器在x轴及y轴进行水平移动。

本实用新型的有益效果：

一、本实用新型的激光损伤阈值测试装置通过集成腔，缩减了实验器件冗余、减少了实验占用空间；

二、本实用新型的激光损伤阈值测试装置通过集成腔内650nm激光准直器及其光路，提高了薄膜测试点的校准精度；

三、本实用新型的激光损伤阈值测试装置通过控制系统，优化了测试方式，可提供单点或多点的“1-on-1”及“S-on-1”测试方式；

四、本实用新型的激光损伤阈值测试装置通过自动唯一平台，加深了测试装置的自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型所述的激光损伤阈值测试装置的主视图；

图2为本实用新型激光损伤阈值测试装置的俯视图：

图3为本实用新型激光损伤阈值测试装置中集成腔的结构示意图。

图中，1、一体柜，2、脉冲激光电源，3、水冷系统，4、控制系统，5、激光调整架，6、调Q激光器，7、集成腔，8、样品放置平台，9、自动位移测试平台，10、衰减器，11、激光扩束镜，12、检偏片，13、激光聚焦镜，14、第一全反镜，15、激光准直器，16、第二全反镜，17、第三全反镜，18、激光能量计。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，激光损伤阈值测试装置，包括：一体柜1、脉冲激光电源2、水冷系统3、控制系统4、激光调整架5、调Q激光器6、集成腔7、样品放置平台8和自动位移测试平台9。

所述一体柜1的上表面安装激光调整架5，所述激光调整架5上设置有托板，所述调Q激光器6固定在托板上，通过激光调整架5上方摇臂控制托板在z轴方向上的位置；所述一体柜1的内部安装有可移动挡板，所述可移动挡板上放置脉冲激光电源2、水冷系统3和控制系统4，所述水冷系统3，通过上行和下行两个水管与调Q激光器6连接；所述集成腔7位于调Q激光器6前端，与调 Q激光器6一体连接，所述集成腔7内设置衰减器10、激光扩束镜11、检偏片 12、激光聚焦镜13、第一全反镜14、激光准直器15、第二全反镜16和第三全反镜17；所述集成腔7的外侧固定有激光能量计18；

所述调Q激光器6发出的激光经衰减器10、激光扩束镜11后入射至检偏片12，经所述检偏片12产生的反射光入射至激光能量计18，产生的偏振光经过激光聚焦镜13后入射至第一全反镜14；

所述激光准直器15出射的激光经第二全反镜16反射后入射至第三全反镜 17，经所述第三全反镜17反射后经检偏片12反射至激光聚焦镜13，经激光聚焦镜13聚焦后入射至第一全反镜14；

所述样品放置平台8固定悬挂于一体柜1左侧外部，并通过摇臂调整样品放置平台8的顶面平台在z轴方向的相对高度；

所述自动位移测试平台9与样品放置平台8固定连接，自动位移测试平台9 包括自定心光学夹持器和两个步进电机，所述步进电机控制自定心光学夹持器在x轴及y轴进行水平移动。

本实施方式中，所述一体柜1上表面为大理石台面，四周为铝合金，底部四角安装有滑轮，内部中空，内部右侧安装有可移动挡板，用于托放脉冲激光电源、水冷系统和控制系统，内部左侧中空预留，可放置电脑机箱或其他物品。

所述的脉冲激光电源2为开关电源，通过操作面板可选择激光输出功率、频率和脉宽等参数，背面设有12V直流电源输出孔和5V直流电源输出孔；

所述水冷系统3，通过上行和下行两个水管与调Q激光器6相连；所述控制系统4，正面设有指示灯按钮开关、两个电机连接孔、两个USB输出孔，背面设有12V流电源输入孔和5V直流电源输入孔、衰减器10连接孔；

所述的激光调整架5通过螺丝固定在一体柜1的大理石台面上，托板上设有螺丝孔位，用于托放并固定调Q激光器6，通过激光调整架5顶部的摇臂使托板可进行竖直方向的上下移动，可调节调Q激光器6的相对位置；所述调Q 激光器6波长为1064nm，底部设有螺丝孔位，与激光调整架5的托板上的螺丝孔位契合。

本实施方式所述的样品放置平台8通过螺丝固定悬挂于一体柜1左侧外部，样品放置平台8外侧设有摇臂，通过摇臂可调整样品放置平台8的顶面平台在z 轴方向的相对高度，样品放置平台8顶部设有螺丝孔位；用于与自动位移测试平台通过螺丝连接，

所述自动位移测试平台9的上半部分为自定心光学夹持器，用于固定样品光学薄膜，下半部分为两个步进电机，可控制自定心光学夹持器在x轴及y轴进行水平移动。

本实施方式中，所述衰减器10的控制线与控制系统4连接，用于对调Q激光器6产生的1064nm激光进行0-100％能量衰减；所述检偏片可使1064nm激光检偏，且与激光扩束镜11成布鲁斯特角，在激光准直器15产生的650nm激光入射面镀有650nm激光全反膜；

本实施方式中，所述的第一全反镜14在调Q激光器6产生的1064nm激光入射面镀有1064nm激光全反膜，与集成腔7底部所成角度使调Q激光器6产生的1064nm激光和激光准直器15产生的650nm激光反射后通过集成腔7底部通孔并沿z轴向下传播。

本实施方式中，所述的激光准直器15可产生650nm红色激光，用于测试样品与调Q激光器6产生的1064nm激光间的相对位置的校准；第二全反镜16在激光准直器15产生的650nm激光入射面镀有650nm激光全反膜。所述第三全反镜17在激光准直器15产生的650nm入射面镀有650nm激光全反膜。

本实施方式中，所述的激光能量计18用于监测1064nm激光能量强度，固定在集成腔7外侧，集成腔7上设有通孔，可使1064nm激光经检偏片后的反射激光通过通孔入射至激光能量计18上；所述1064nm激光光路与650nm激光光路，在分别经过检偏片后，两个光路重合。

具体实施方式二、本实施方式为采用具体实施方式一所述的激光损伤阈值测试装置进行测试的方法，其过程为：

一、将薄膜放入自定心光学夹持器9；打开激光器电源2；通过激光准直器 15产生的650nm激光校准测试点；在上位机中设置衰减器10的衰减程度；在上位机中设置激光能量功率、激光频率；在上位机中设置自动位移测试平台移动方向、移动的单位距离；在上位机中设置薄膜测试点数、每个测试点激光打击次数；

二、运行测试装置；通过CCD相机观察损伤点，确定薄膜激光损伤阈值；

其中，因光路中部分激光检偏至激光能量计，故可在上位机中实时观测到激光每次脉冲的能量值大小。

Claims (9)

1.激光损伤阈值测试装置，包括一体柜(1)、脉冲激光电源(2)、水冷系统(3)、控制系统(4)、激光调整架(5)、调Q激光器(6)、集成腔(7)、样品放置平台(8)和自动位移测试平台(9)，其特征是；

所述一体柜(1)的上表面安装激光调整架(5)，所述激光调整架(5)上设置有托板，所述调Q激光器(6)固定在托板上，通过激光调整架(5)上方摇臂控制托板在z轴方向上的位置；

所述一体柜(1)的内部安装有可移动挡板，所述可移动挡板上放置脉冲激光电源(2)、水冷系统(3)和控制系统(4)，

所述水冷系统(3)，通过上行和下行两个水管与调Q激光器(6)连接；

所述集成腔(7)位于调Q激光器(6)前端，与调Q激光器(6)一体连接，所述集成腔(7)内设置衰减器(10)、激光扩束镜(11)、检偏片(12)、激光聚焦镜(13)、第一全反镜(14)、激光准直器(15)、第二全反镜(16)和第三全反镜(17)；所述集成腔(7)的外侧固定有激光能量计(18)；

所述调Q激光器(6)发出的激光经衰减器(10)、激光扩束镜(11)后入射至检偏片(12)，经所述检偏片(12)产生的反射光入射至激光能量计(18)，产生的偏振光经过激光聚焦镜(13)后入射至第一全反镜(14)；

所述激光准直器(15)出射的激光经第二全反镜(16)反射后入射至第三全反镜(17)，经所述第三全反镜(17)反射后经检偏片(12)反射至激光聚焦镜(13)，经激光聚焦镜(13)聚焦后入射至第一全反镜(14)；

所述样品放置平台(8)固定悬挂于一体柜(1)左侧外部，并通过摇臂调整样品放置平台(8)的顶面平台在z轴方向的相对高度；

所述自动位移测试平台(9)与样品放置平台(8)固定连接，自动位移测试平台(9)包括自定心光学夹持器和两个步进电机，所述步进电机控制自定心光学夹持器在x轴及y轴进行水平移动。

2.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述一体柜(1)，上表面为大理石台面，四周为铝合金，底部四角安装有滑轮。

3.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述脉冲激光电源(2)为开关电源，通过操作面板可选择激光输出功率、频率和脉宽参数，背面设有12V直流电源输出孔和5V直流电源输出孔。

4.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述控制系统(4)，正面设有指示灯按钮开关、两个电机连接孔、两个USB输出孔，背面设有12V流电源输入孔和5V直流电源输入孔和衰减器(10)连接孔。

5.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述衰减器(10)的控制线与控制系统(4)连接，用于对调Q激光器(6)产生的1064nm激光进行0-100％能量衰减。

6.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述检偏片(12)与激光扩束镜(11)成布鲁斯特角，在激光准直器(15)产生的650nm的激光入射面镀有650nm激光全反膜。

7.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述第一全反镜(14)在调Q激光器(6)产生的1064nm激光入射面镀有1064nm激光全反膜，与集成腔(7)底部所成角度使调Q激光器(6)产生的1064nm激光和激光准直器(15)产生的650nm激光反射后通过集成腔(7)底部通孔并沿z轴向下传播。

8.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述第二全反镜(16)在激光准直器(15)产生的650nm激光入射面镀有650nm激光全反膜。

9.根据权利要求1所述的激光损伤阈值测试装置，其特征在于，所述第三全反镜(17)在激光准直器(15)产生的650nm入射面镀有650nm激光全反膜。