JPS63292046A

JPS63292046A - 吸収率測定方法

Info

Publication number: JPS63292046A
Application number: JP12875087A
Authority: JP
Inventors: Keiji Ehata; 江畑　恵司
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1988-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、高出力レーザ用光学部品などの吸収特性の測
定方法に関するものである。

［従来技術］従来、光学部品の吸収特性、たとえば吸収率測定方法と
して、熱電対レーザカロリメトリーが使用されている。

前記装置の概略を第４図に示す。図において２０は試料
室、２１はレーザ光、２２は多点データ処理装置ｆｉ、
２３はパソコン、２４はパワーメータを示し、２５は試
料２Ｇに取付けた熱電対である。

試料２６の吸収係数測定原理は、試料２６にレーザ光２
１をある時間照射し、次いでレーザ光２１を遮断した時
の試料の温度変化を求める時、試料２Ｂの吸収係数βは
透過パワーＰｒとある温度Ｔｔにおける昇温時と降温時
の温度の時間的変化率１ｄ丁／ｄｔｌＴｉ↑及びＩ　ｄ７／ｄ　ｔ　ｌ　Ｔｉ
↓より次式のように求められる。

ここでｎは試料の屈折率、ｍは試料質量、Ｃｐは試料比
熱、Ｌは試料長さである。

この方法は吸収率を算出するレーザカロリメトリック法
であり、ツウスロープ法として知られている方法であっ
て、次の諸条件が満足されていることが必要である。

（イ）吸収エネルギーは全て、試料の温度上昇に寄与し
、熱的以外の損失は生じない。

（ロ）試料表面から放散される熱量は、試料温度と周囲
温度の差に比例する。

（ハ）吸収された熱は、短時間（数秒以内）に試料全体
に拡がる。すなわち、温度の上昇率が試料の到るところ
で等しくなる。

この方法によれば、レーザシステムの主要構成部分であ
る内部ミラー（共振器）、金属ミラー、フェイズリター
ダ−１絶縁ミラー、集光レンズなどの吸収率を測定する
ことができる。

［解決すべき問題点］以上従来の方法にもとづく測定装置は、レーザ源より出
たレーザ光そのものを測定試料に照射し、熱電対を用い
て、その吸収率を測定するように構成しているが、近年
、レーザ技術の著しい進歩に伴い、種々の外径（φ２０
〜φ７６）の光学部品を用いたレーザ／ステムが開発さ
れて、レーザ光自身の径も、大小さまざまのものがある
。従って吸収率７１１１１定において、ＬＩｌｌｌ定用
レーザ光径もそれらに合わせる必要がでてきた。例えば
、測定用レーザ光径が測定試料径の１７２以上大きい場
合、レーザカワメトリー法の欠点である熱電対へのレー
ザ光散乱の影響が大きくなり、熱平衡状態が乱だされ、
吸収率の真値が求められないという問題がでてきた。

逆に、測定用レーザ光径が小さすぎる場合、測定試料の
面内測定を行なわねばならず、多大の時間を要するとい
う問題がでてきた。

［発明の構成コ本発明は上記の問題を解決する目的でなされたものであ
って、レーザ発振器と吸収率を測定する試料との間で、
焦点距離の等しいレンズを配置し、このレンズ系の位置
調整によりレーザ光径を縮小、拡大することによって、
任意に試料でのレーザ光径を調整し、従来の熱平衡の乱
れの防止、面内測定などの時間を短縮しようとするもの
である。

第１図は、本発明の実施例を示す。■は測定レーザ発生
源であるレーザ発振器、２，３は同じイ、収点距離を存
するレンズであり、レンズ３の外径はレンズ２の外径の
２倍となっており、両レンズ２．３は光学レール１１上
に保持され、レンズ３はレンズ２との距離を：ＪＲ整す
ることができ、レーザ発振器１よりの平行レーザ光に対
し、レンズ２とレンズ３の距離をその焦点距離の２倍を
基阜としてレンズ３を光学レールＩＩ上で移動させれば
、試料５の位置における測定レーザ光径を縮小、拡大す
ることができる。なお４は反射ミラー、７は試料５に取
付けた熱電対、８は熱電対７よりの出力を入力とする温
度計、９は温度計に接続されたレコーダー、６は試料５
を通過したレーザ光を受は止めるパワーメーターであり
、１０はレーザ発振器１より発するレーザ光の試料５へ
の照射、遮断を制御するンヤッターである。レンズ２，
３ミラー４、試料５、パワーメーター６がレーザ光路中
にあることはいうまでもない。

同じ１１点距離を有するレンズ１，２をその焦点距離の
２倍にセットすることにより、測定レーザ光の径はレン
ズ２通過後集光され調整用のレンズ３によって再び元の
径にもどされ、平行光となる。

ここで調整用のレンズ３をレンズ２に対し、矢印Ａ、Ｈ
の各方向へ前後に移動させることによって幾何光学的に
、測定レーザ光径は各々、縮小、拡大させることができ
る。これにより任意（最大は調整用のレンズ３の外径）
に試料での測定レーザ光径を変化させることができる。

従って、小口径、大口径へのレーザ光散乱度合いを小さ
くすることができ、面内測定などの時間を短縮すること
ができる。以下、本発明の実施例を実際のデータで、従
来例の測定データと対比して示す。

［目測走用レーザ光径φ１３＋ｕ貫、測定試料径φ２５
．４ｍｍ、従来例では測定用レーザ光径はφ１３ｍｍそ
のまま、本発明では、調整してレーザ光径φ８■で実施
したものである。

第２図（イ）は従来例について、測定試料にレーザ光照
射、遮断の時間、温度特性を示し、（ロ）図は本発明に
ついて、同様特性を示す。

（イ）図では、レーザ光照射、遮断直後に急激な温度変
化が見られ、レーザ光散乱光が熱電対に直接照射されて
いたものと考えられる。このため真値に比べて大きな測
定値が示された。吸収率は０．３８％である。

（ロ）図では、レーザ光照射、遮断直後に、なめらかな
温度変化が見られ、熱電対は、試料の温度のみをｎ１定
しているものと認められる。吸収率は０．２０％である
。

［２コ測定用レーザ光径φ１３１、測定試料径φ７８．
２ｍｍ、従来例では測定用レーザ光径はφ１３ｍｍであ
るため、測定試料中央部φ２［ｉｗの範囲を測定するた
め、φ２６ｍ會に相当するように、φ２６冒−の範囲内
Ｑ面４点の測定を行っていたが、本発明ではレーザ光径
をφ２６嘗■に調整して１回で済むことになった。この
結果従来例では測定時間は８０分であったが、本発明で
は２０分に短縮できた。

第３図（（）と（ロ）とはそれぞれ従来の測定法と本発
明の一１定法の概略をフローチャートで示しているが、
上記時間の差は、従来法では市内測定点４点位置の移動
の調整に時間を要するのが、本発明では１回の調整で済
むからである。

本発明は、ＣＯ２，Ｃｏ、　ＹＡＧ、　Ｉなどの高出力
レーザ用光学部品、例えばＺｎ５ｅ＋　ＺｎＳ＋　Ｇｅ
ｔ　ＧａＡｓ＋ＩｎＰ、　ＩｎＳｂ、　ｓｉなどの半導
体、ＫＣＱ＋　ＮａＣＱ。

ＡｇＣＱなどのアルカリハライド系などの吸収率測定に
利用すると効果的である。

［効果コ以上説明したように、本発明によれば、種々の外径の測
定試料の吸収率測定において、調整用のレンズの位置を
移動させることにより、測定試料位置での測定用レーザ
光を適切に調整することができる。

従って、小口径、大口径試料の測定に際し、熱平衡の乱
れの防止（熱電対へのレーザ光散乱度合を小さくする）
や、面内測定などの時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す。第２図（イ）は従来の測定法による測定試料にレーザ光
照射、遮断の時間、温度特性を示し、（ロ）図は本発明
による（イ）図同様の特性を示す。第３図（イ）は従来の測定法の概略をフローチャートで
示し、（ロ）図は本発明の測定法の概略をフローチャー
トで示す。第４図は熱電灯レーザカロリメトリー装置の概略を示す
。１・・・レーザ発振器、２・・・レンズ、３・・・調整
用レンズ、４・・・ミラー、５・・・試料、６・・・パ
ワーメータ、７・・・熱電対、８・・・温度計、９・・
・レコーダー、！０・・・シャッター、１１・・・光学
レール。％　１　図 ′　　莫　２　図（イ）（゛口〕

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ発振器より出たレーザ光を試料へ導くよう
にし、シャッターによるレーザ光の照射、遮断に伴う試
料の温度変化を熱電対によって測定するとともに、前記
試料に対するレーザ光の透過パワー等を求め、ツウスロ
ープ法で前記試料を算出する吸収率測定方法において、
前記レーザ光の試料への光路中に、同じ焦点距離を有す
る２枚のレンズを配置し、前記レンズの焦点距離の２倍
を基準として、前記２枚のレンズのうち試料側にあるレ
ンズを他方のレンズに対して前後させ、前記試料におけ
るレーザ光径を調整することを特徴とする吸収率測定方
法。