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_2

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发明作进一步的详细说明。
[0044] 本发明的第一实施例的结构如图2所示。1为激光光源,用于产生高功率激光;2 为光束扩束装置,用于将激光光源发射的激光进行整形和扩束,从而可W对待测镜片透射 率进行大口径测量;3为45°角分光比50/50的锻膜分光片,用于接收光束扩束装置2输出 的测试激光并将其分成透射光和反射光,其锻膜面位于激光输出面上;4为补偿片,用于接 收并透射锻膜分光片3透射的激光,用于补偿从锻膜分光片3透射的激光的衬底吸收;5为 狭缝,用于对从所述锻膜分光片3反射的激光进行约束,W便只允许从所述锻膜分光片3的 锻膜面反射的激光通过;6为第一功率计,用于探测通过所述狭缝5的激光的功率;7为待 测镜片,使从所述补偿片4透射的激光透过该待测镜片7 ;8为激光标示仪,用于输出红光激 光,9为小孔光阔,10为反射镜,激光标示仪8、小孔光阔9、反射镜10构成待测镜片校准装 置,W便对不同待测镜片进行透过率测量时,校准其位置和角度;11为第二功率计,用于探 测从待测镜片透射的激光的功率;12为密封盒,用于将光束护束装置2、锻膜分光片3、补偿 片4、狭缝5、第一功率计6、第二功率计11、待测镜片校准装置W及反射镜10进行密封,在 密封成环境下实现镜片透射率的测量。
[0045] 激光光源1发出的光经过光束扩束装置2后,入射到45°角分光比50/50锻膜分 光片3上,利用狭缝5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6 ;透过激光经过补偿片4后输出,最终入射到第二功率计11。对第一功率计6 和第二功率计11进行控制W使之关联,便可W同时记录某一时刻第一功率计6和第二功率 计11的测试数值。整个装置置于密封盒12内进行测试,并充的保护,防止大气环境等因 素等对测试结果带来影响。
[0046] 待测镜片校准装置的摆放方法如图2所示,激光标示仪8和小孔光阔9、反射镜10 分立透射光路两侧,对称排布;激光标示仪8位于透射光路上方,输出光为肉眼可见的可见 激光,其输出光与透射光路呈0夹角摆放;小孔光阔9和反射镜10位于透射光路下方,两 者所在平面各自与透射光路呈巧0° - 0 )夹角摆放,且通过小孔光阔9中屯、的、与透射光路 呈-0角度的光线要经过反射镜的中屯、,且此光线与激光标示仪8输出光线的交点要位于 透射光路光轴上,而此交点同时也是待测镜片后表面与光轴的交点。运样,由激光标示仪出 射的光,入射到待测镜片后表面,通过微调待测镜片的角度和位置,使得其反射光能够经过 小孔光阔9的中屯、,且入射到反射镜10表面,再经反射镜反射后原路返回,此时,待测镜片 角度、位置校准完毕。
[0047] 如图2所示,所述的反射光路与透射光路在自由空间的光程大致相等。
[0048] 设分光镜3的厚度为d,折射率为n,则经分光片锻膜表面反射的激光在镜片内 部所走的光程为2v5 W,透射光由于补偿片的补偿效果,在镜片内部所走的光程也是 2^.#.巧,运样,反射激光和透射激光在相同材料镜片衬底内走的光程相同,即使在高能 照射、时间推移等累计效应影响下,衬底吸收等大致相同,可W最大程度的保证测试结果的 准确性。
[0049] 如图2所示,锻膜分光片3的厚度为5mm,折射率为1. 5,经该分光片锻膜表面反 射的激光在镜片内部所走的光程为]5v5mm,透射光由于补偿片的补偿效果,在镜片内部 所走的光程也是15^/曼mm,运样,反射激光和透射激光在相同材料镜片衬底内走的光程相 同,即使在高能照射、时间推移等累计效应影响下,衬底吸收等也会大致相同,可W最大程 度的保证测试结果的准确性。
[0050] 待测镜片透过率测试步骤如下:
[0051]S1、打开激光光源1的电源,记录此时第一功率计6和第二功率计11的读数Pi和 P,,得到功率比值C=P1/P2,关闭激光光源1的电源。
[0052]S2、将待测镜片7放入透射光路中,并用红光激光标示仪8、小孔光阔9和对红光全 反的反射镜10进行待测镜片7位置、角度的校准。再打开激光光源1的电源,读取记录此 时第一功率计6和第二功率计11的读数Pi'与P2'。
[0053]S3、计算待测镜片透过率T:
[0054] T=?2'/化'/c)=?2'c/Pi'。 阳化5] 改变激光光源1的功率,重复上述步骤,则可W得到不同功率状态下,待测镜片7 的透过率。本发明的第二实施例的结构如图3所示。与第一实施例不同的是,该实施例 的锻膜分光片3的锻膜面位于激光输入面上,且补偿片4,用于接收并透射从锻膜分光片 3反射的激光,W补偿该反射的激光的衬底吸收与第一实施例类似,锻膜分光片3的厚度 为5mm,折射率为1. 5,经锻膜分光片3锻膜表面反射的激光在补偿片4内部所走的光程为 ^v5mm,透射光在分光镜片内部所走的光程也是i^^/imm。同样,反射激光和透射 2 2 激光在相同材料镜片衬底内走的光程相同,即使在高能照射、时间推移等累计效应影响下, 衬底吸收等大致相同,可W最大程度的保证测试结果的准确性。待测镜片透过率测试步骤 与第一实施例相同,在此不再寶述。
[0056] W上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明,应理解的是,W上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在 本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护 范围之内。
【主权项】
1. 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 的镀膜分光片、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镀 膜; 所述补偿片置于所述分光片的具有镀膜的一侧,用于接收并透射分光片输出的透射光 和反射光中的一个,以补偿从镀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,以便只允许从所述分光片的具有 镀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。2. 如权利要求1所述的光学镜片透过率测量装置,其特征在于,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。3. 如权利要求2所述的光学镜片透过率测量装置,其特征在于,待测镜片校准装置包 括激光标示仪、小孔光阑和反射镜,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阑入射到反射镜,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阑原路返回,完成待测镜片位置及角度校准。4. 如权利要求1所述的光学镜片透过率测量装置,其特征在于,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。5. 如权利要求4所述的光学镜片透过率测量装置,其特征在于,所述密封盒中充有保 护气体。6. -种光学镜片透过率测量方法,使用如权利要求1至5中任一项所述的光学镜片透 过率测量装置,并包括如下步骤: 51、 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PjP P 2,得到功率比 值 c = P1A32; 52、 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P 2'; 53、 通过下列公式计算待测镜片的透过率T : T = P2,c/P/ 〇
【专利摘要】本发明公开了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的镀膜分光片、补偿片、狭缝、第一功率计和第二功率计。在测量时,首先打开所述激光光源,记录此时第一功率计和第二功率计的读数P1和P2,得到功率比值c=P1/P2。然后,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功率计的读数P1′与P2′;最后,通过下列公式计算待测镜片的透过率T:T=P2′c/P1′。本发明对光源稳定性要求较低,对待测镜片厚度无要求,可以消除分光片前后表面反射、光学镀膜镜片膜系均匀性等对测试结果的影响。
【IPC分类】G01M11/02
【公开号】CN105115701
【申请号】CN201510497130
【发明人】范元媛, 周翊, 沙鹏飞, 王倩, 宋兴亮, 单耀莹, 李慧, 蔡茜玮, 赵江山, 王宇
【申请人】中国科学院光电研究院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月13日
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