CN2338738Y - 大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置。本实用新型涉及激光测量技术。该测量装置由光源、测量和信号处理三部分组成;光源包括固定激光器、偏振器和斩波器;测量部分包括光分束器、光电探测器和元件支撑平台;信号处理部分由数据采集卡和微型计算机组成。本实用新型的测量装置可同时测量大尺寸平面或球面光学元件的透射率和反射率,测量精度优于0.1%,分辨率优于0.05%。
Description
本实用新型涉及一种可同时测量大尺寸光学元件透射率和反射率的测量装置，其技术领域属于“光的测量”，国际专利分类号为G01J。
用于惯性约束核聚变的固体激光驱动器中有很多直径在400mm左右的大尺寸光学元件，为了评价它们的质量，应测试它们在工作波长上的光学透射率和反射率。而在现有技术中所有的那些测试光学元件参数的仪器只能测量直径在250mm以下的光学元件，如日本日立公司生产的U-3400近红外分光光度计。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种新的可同时测量光学元件尤其是大尺寸光学元件透射率和反射率的高精度测量装置，该装置不仅能测量平面光学元件，而且能方便地测量球面光学元件。
本实用新型是通过如下方式实现的：该测量装置由光源、测量和信号处理三部分组成；光源包括固体激光器、偏振器和斩波器；测量部分包括光分束器、光电探测器和元件支撑平台；信号处理部分由数据采集卡和微型计算机组成。测量装置工作时，固定在元件支撑平台上的被测光学元件放在光分束器和设置在透射光路的光电探测器之间，光源发出的激光经光分束器分束后，其中一束为设置在补偿光路的光电探测器接收，另一束则照在被测元件上，经被测光学元件反射和透射的激光分别由设置在反射和透射光路的光电探测器接收，光电探测器将探测到的激光信号处理后由数据采集卡采集并转换成数字信号，然后由计算机进行分析计算得出被测光学元件的透射率和反射率。
图1：大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置工作原理图
图2：元件支撑平台示意图
图3：校准过程光路原理示意图
图4：测量过程光路原理示意图
图5：元件支撑平台结构原理图
现结合附图对本实用新型详细说明如下：参照图1，该测量装置由光源、测量和信号处理三部分组成；光源包括带有二次谐波晶体的LD泵浦的可同时输出1.06μm和0.53μm波长激光的固体激光器1、偏振器2和由频率可调的电机4驱动的斩波器3；测量部分包括被用作校准和补偿的光分束器5、光电探测器7、8、9和元件支撑平台12；信号处理部分由数据采集卡10和微型计算机11组成。参照图2，平台12在水平面内可绕垂直轴旋转，在平台12上，有一个滑动导轨13，它能在水平面内沿某一方向移动。滑动导轨13支撑着元件支撑框架14，元件支撑框架14可绕通过其中心并与其所在平面垂直的轴旋转，框架14上可安装固定待测光学元件6。
该大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置工作过程分为校准和测量两步。参照图3，在校准过程中，不在装置上放待测光学元件6。来自于固体激光器1的激光P，当它用于光源补偿时，波长为1.06μm，用于光路校准时，波长为0.53μm。激光P经光分束器5后，一束指向位于补偿光路的光电探测器7，另一束指向位于透射或反射光路的光电探测器8或9。光电探测器7、8和9输出的电压信号经A/D板10采集和微机11计算处理后可求出两个校准系数Kt(对应透射率)和Kr(对应反射率)。参照图5，测量时，入射激光P平行于Y″轴入射并在X″Y″平面内，此平面是XY平面沿Z轴的平移，XY平面可以绕Z轴旋转，如从X方向转到X′方向，以调整激光入射角。当光电探测器8、9在X″Y″平面上时，如被测光学元件6绕Y″轴旋转以测量其它点时，光电探测器8、9不需要重新校准。当XY平面或X″Y″平面确定时，用极坐标中的扫描方法可以测量被测光学元件6上的每一个点，极坐标中的扫描由移动滑动导轨13和旋转支撑框架14来实现。参照图4，在测量过程中，被测光学元件6固定在元件支撑框架14上放在光分束器5和光电探测器9之间。元件支撑框架14和光电探测器8安装在平台12上，由于平台12在水平面内可绕垂直轴旋转， 因此被测光学元件6和光电探测器8可以绕垂直轴旋转5°～85°，这样便于测量被测元件6相对于入射角的透射率和反射率。光源发出的激光P经光分束器5分束后，其中一束为设置在补偿光路的光电探测器7接收，另一束则照在被测元件6上，经被测光学元件6反射和透射的激光分别由设置在反射和透射光路的光电探测器8、9接收，光电探测器7、8、9将探测到的激光信号处理放大后由数据采集卡10采集并转换成数字信号，然后由计算机11用数字信号处理软件进行分析计算，得出被测光学元件6的透射率和反射率。
本实用新型的测量装置，具有如下的积极效果：
1.能同时测量大尺寸光学元件的透射率和反射率，测量精度优于0.1％，分辨率优于0.05％。
2.不仅适用于平面光学元件的测量，而且也能容易地用于球面光学元件。
3.测量的入射角从5°到85°可调，准确度为0.5％。
实施例：图1和图2给出了本实用新型的一个实施例，其中固体激光器1型号为YAG，偏振器2型号为KDP3*3*10mm，被测光学元件6的直径为400mm，光电探测器7、8、9的型号为GP102。
Claims (4)
1.一种大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置，由光源、测量和信号处理三部分组成，光源包括固体激光器1、偏振器2和斩波器3，测量部分包括光分束器5和光电探测器7、8、9，信号处理部分由数据采集卡10和微型计算机11组成，其特征在于：测量部分还包括在水平面内可绕垂直轴旋转的元件支撑平台12，在平台12上，有一个能在水平面内沿某一方向移动并支撑着元件支撑框架14的滑动导轨13。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：元件支撑框架14可绕通过其中心并与其所在平面垂直的轴旋转。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：固体激光器1是带有二次谐波晶体的LD泵浦的可同时输出1.06μm和0.53μm波长激光的激光器。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于：斩波器3由频率可调的电机4驱动。
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| CN 98231304 CN2338738Y (zh) | 1998-09-10 | 1998-09-10 | 大尺寸光学元件透射率和反射率测量装置 |
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