精确测量高功率激光环境中光学镜片透过率的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于激光器技术领域，特别设及一种精确测量高功率激光环境中光学镜片 透过率的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 光学镜片透过率是对光学镜片的福射光通量反映和成像质量评价的一个重要参 考量，因此对其进行的测量非常重要。
[0003] 对于光学镜片透过率的测量人们做过大量的研究，也取得了一定的进展。过去多 采用传统的单通道测量法，即光束通过被测镜片得到的光通量与光束未通过被测镜片得到 的光通量的比值。单通道测试法装置结构简单，便于操作，但其最大缺点在于此法会由于光 源本身功率波动造成前后两次测试的福射光通量抖动，从而引起整个测试的不准确性。
[0004] 为了弥补单通道测试系统的不足，可用双通道测试系统进行透过率测试。一种 现有的测试方案为分光光度计法，运种方法虽然可W精确的测量镜片透过率，但其镜片透 过率都是在低功率情况下测得的，而镜片本身在高能强光照射状态下的特性很可能发生变 化，所W低功率状态下的测试无法说明高功率情况。此外，利用分光光度计测量时，多对待 测镜片的厚度有要求，且其对镜片上的采光区域较小。
[0005] 另外一种现有的测试装置如图1所示，它可W利用透射光路和反射光路实现高功 率情况下镜片透射率的测试。虽然运种方法擬弃了光源本身稳定性的影响，且可W在高能 状态下测量，但如图1可见，分光片有前后两个表面，反射光中既有前表面反射光，又有后 表面反射光，由于二者光程不同，所W由衬底吸收等导致的功率变化趋势也不尽相同，若不 区分对待，会给测试结果引入误差。另外，待测镜片放置的角度和位置变化时，会间接改变 激光入射角度和照射位置，从而其本身透过率会产生微小变化，因此，在对多片待测镜片透 过率进行测量时，需要校准各片的位置和角度。
[0006] 另一方面，透射率的高低不仅受光学镜片本身（内部气泡、污物等）的影响，锻膜 镜片上膜系均匀性的影响也十分明显，而目前的透过率检测多针对小口径或用点光源来测 量，运就很有可能在不同位置处测得的透过率出现明显差异，因此对于大口径光学镜片不 能得到十分准确的透过率，运就需要测量镜片的大口径透射率。
【发明内容】
[0007] (一）要解决的技术问题
[0008] 本发明旨在有效地消除光源功率不稳定、分光片前后表面反射、锻膜镜片膜系均 匀性等因素对光学镜片透过率测量结果，W及测量结果重复性的影响。
[0009] (二）技术方案
[0010] 本发明提出一种光学镜片透过率测量装置，包括激光光源、光束扩束装置、45°角 分光比50/50的锻膜分光片、补偿片、狭缝、第一功率计和第二功率计，其中，所述激光光源 用于产生高功率激光；所述光束扩束装置用于将激光光源发射的激光进行整形和扩束；所 述45°角分光比50/50的分光片用于接收光束扩束装置输出的测试激光并将其分成透射 光和反射光，该分光片具有两个相对的平行反射面，其中的一个反射面上具有锻膜；所述补 偿片置于所述分光片的具有锻膜的一侧，用于接收并透射分光片输出的透射光和反射光中 的一个，W补偿从锻膜分光片输出的激光的衬底吸收；所述狭缝用于对从所述分光片反射 的激光进行约束，W便只允许从所述分光片的具有锻膜的反射面反射的激光通过；所述第 一功率计用于探测通过所述狭缝的激光的功率；所述第二功率计用于探测从待测镜片透射 的激光的功率。
[0011] 根据本发明的优选实施方式，光学镜片透过率测量装置还包括镜片校准装置，其 用于对待测镜片进行的位置和角度进行校准。
[0012] 根据本发明的优选实施方式，待测镜片校准装置包括激光标示仪、小孔光阔和反 射镜，其中，所述激光标示仪输出用于校准的激光，该激光由待测镜片反射后通过小孔光阔 入射到反射镜，所述待测镜片的位置及角度使该反射镜反射的激光继续通过该小孔光阔原 路返回，完成待测镜片位置及角度校准。
[0013] 根据本发明的优选实施方式，光学镜片透过率测量装置还包括密封盒，其用于对 所述光学镜片透过率测量装置的光路和元件进行密封。
[0014] 根据本发明的优选实施方式，光学镜片透过率测量装置所述密封盒中充有保护气 体。
[0015] 本发明还提出一种光学镜片透过率测量方法，使用前述的光学镜片透过率测量装 置，并包括如下步骤：
[0016] S1、打开所述激光光源，记录此时第一功率计和第二功率计的读数Pi和？2,得到功 率比值C= ?1化；
[0017] S2、将待测镜片放入所述光学镜片透过率测量装置的透射光路中，利用待测镜片 校准装置调整待测镜片的位置和角度，读取第一功率计和第二的读数P/与P2';
[0018] S3、通过下列公式计算待测镜片的透过率T:
[0019] T=P2'c/Pi'。
[0020] (S)有益效果
[0021] 本发明提出的一种精确测量高功率激光环境中光学镜片透过率的方法和装置，对 光源稳定性要求相对较低，对待测镜片厚度无要求，可W消除分光片前后表面反射、光学锻 膜镜片膜系均匀性等对测试结果的影响，并且通过光束扩束装置可W实现对待测镜片透过 率的大口径测试。
【附图说明】
[0022] 图1是现有的利用分光片进行光学镜片透射率测试的方案图；
[0023] 图2是本发明提出的精确测量高功率激光环境中光学镜片透过率的测试装置的 第一实施例的结构示意图.
[0024]图3是本发明提出的精确测量高功率激光环境中光学镜片透过率的测试装置第 二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[00巧]本发明提出的精确测量高功率激光环境中光学镜片透过率的装置采用双光路等 光程测量，包括激光光源、光束扩束装置、45°角分光比50/50的锻膜分光片、补偿片、待测 镜片校准装置、狭缝、第一功率计和第二功率计。
[00%] 激光光源用于产生高功率激光。
[0027]光束扩束装置用于将激光光源发射的激光进行整形和扩束。所述的光束扩束装置 将光源激光变换扩大，从而可W对待测镜片进行大口径透过率测量。
[0028] 45°角分光比50/50的分光片用于接收光束扩束装置输出的测试激光并将其分 成透射光和反射光。该分光片具有两个相对的平行反射面，其中的一个反射面上具有锻膜。 所述的45°角分光比50/50锻膜分光片与激光光轴成45°角放置。
[0029] 补偿片置于分光片的具有锻膜的一侧，用于接收并透射分光片输出透射光和反射 光中的一个，W补偿从锻膜分光片输出的激光的衬底吸收。所述补偿片的材料、厚度与所述 45°角分光比50/50锻膜分光片完全相同，且与激光光路也成45°角放置。
[0030] 狭缝用于对从所述分光片反射的激光进行约束，W便只允许从所述分光片的具有 锻膜的反射面反射的激光通过。
[0031] 第一功率计用于探测通过狭缝的激光的功率。
[0032] 第二功率计用于探测从待测镜片透射的激光的功率。
[0033] 镜片校准装置用于对待测镜片进行的位置和角度进行校准，W便保证多次测量时 待测镜片放置位置、角度相同，消除待测镜片放置不同引入的测量误差。
[0034] 待测镜片放置在锻膜分光片的透射光的光路上。
[0035]待测镜片校准装置的一种实施方式是包括激光标示仪、小孔光阔和反射镜。激光 标示仪输出用于校准的激光，该激光由待测镜片反射后通过小孔光阔入射到反射镜，调整 待测镜片位置及角度使反射镜反射的激光继续通过小孔光阔原路返回，完成待测镜片位置 及角度校准。
[0036] 激光光源发出的光经过光束扩束装置后，入射到45°角分光比50/50锻膜分光片 上，利用狭缝对反射激光进行约束，只允许分光片锻膜面的反射光通过，并入射到第一功率 计。透射过待测镜片的激光输出后最终入射到第二功率计。
[0037]优选的，本发明的测量装置还包括密封盒，密封盒用于上述各元件密封。密封盒内 可充入成等保护气体，W防止大气环境等因素等对测试结果的带来影响。
[0038] 待测镜片透射率测量步骤为：
[0039] S1、打开激光光源，记录此时第一功率计和第二功率计的读数Pi和P2,得到功率比 值C=P1/P2;
[0040] S2、将待测镜片放入测量装置的透射光路中，利用待测镜片校准装置调整待测镜 片的位置和角度，读取第一功率计和第二的读数P/与P2';
[0041] S3、通过下列公式计算待测镜片的透过率T:
[0042]T=P/c/P/o
[0043] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本