电光晶体z轴偏离角测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光学检测领域，具体是一种电光晶体Z轴偏离角测量装置。
【背景技术】
[0002] 电极普克尔盒（PEPC)具有控制激光输出或隔离反射激光的功能，因此，在大型激 光装置中，常用于作为级间隔离的重要手段。电光晶体是PEPC中的关键部件，决定着PEPC 的性能，设计过程中要求其Z轴与通光面法线平行。因此需要实现Z轴偏离角的高精度测 量。
[0003] 传统的晶体光轴确定方法是X射线衍射法，但X射线衍射仪价格昂贵，需要专门的 检验及防护措施，使用不便。而且其测量晶体光轴方向，需要预先知道该晶体的结构参数以 及晶面与衍射峰的对应关系，测量方法复杂，测量范围有限。另一种方法是利用偏光显微镜 来实现晶体偏振光干涉，利用目镜的分划板和目测的办法测出光轴出露点相对于视域中心 的距离，结合显微镜的数值孔径可求出光轴偏离角，这种方法的误差较大（3° ~5° )。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提供一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，解决现有的方法测量电光晶 体Z轴偏离角方法复杂、测量范围有限或误差大的问题。
[0005] 本实用新型的技术方案为：一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，包括：按光路依次 放置的激光器（1 〇 1)、显微物镜（102 )、针孔（103 )、可调光阑（104 )、起偏器（106 )、准直透镜 (105 )、反射镜（107 )、分束立方体（108 )、光屏（109 )、透镜一（110 )、待测晶体（111)、透镜二 (112)、成像透镜（114)、检偏器（113)、探测器（115)和计算机处理系统（116);其中，起偏器 (106)和检偏器（113)偏振方向垂直，透镜一（110)和透镜二（112)严格共辄，分束立方体 (108 )、反射镜（107 )、待测晶体（111)和光屏（109 )组成迈克尔逊干涉系统。
[0006] 进一步地，透镜一（110 )设有定位装置，保证其在移出光路后再次移入光路位置不 变，仍与透镜二严格共辄。
[0007] 进一步地，光屏（109)可以用C⑶或CMOS成像器件代替。
[0008] 进一步地，反射镜（107)的反射率与待测晶体（111)前表面的反射率在同一量级。
[0009] 本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：
[0010] 本实用新型利用锥光干涉原理，采用迈克尔逊干涉原理实现晶体精密定位，通过 图像匹配算法实现光轴出露点中心计算，具有测量精度高、测量方法简单、测量重复性好等 优点，具有很大应用前景。
【附图说明】
[0011] 图1本实用新型实验装置示意图；
[0012] 图2本实用新型待测晶体精密定位光路不意图；
[0013] 附图标记说明：101-激光器；102-显微物镜；103-针孔；104-可调光阑；105-准 直透镜；106-起偏器；107-反射镜；108-分束立方体；109-光屏；110-透镜一；111-待测晶 体；112-透镜二；113-检偏器；114-成像透镜；115-探测器；116-计算机处理系统。
【具体实施方式】
[0014] 图1为本实用新型实验装置示意图，包括：按光路依次放置的激光器101、显微物 镜102、针孔103、可调光阑104、起偏器106、准直透镜105、反射镜107、分束立方体108、光 屏109、透镜一 110、待测晶体111、透镜二112、成像透镜114、检偏器113、探测器115和计 算机处理系统116 ;其中，起偏器106和检偏器113偏振方向垂直，透镜一 110和透镜二112 严格共辄，分束立方体108、反射镜107、待测晶体111和光屏109组成迈克尔逊干涉系统。
[0015] 激光器101发出的光经显微物镜102和针孔103滤波后，经过准直透镜106扩束 准直后变成平行光，入射至起偏器105形成线偏振光，再经透镜一 110汇聚至待检晶体111， 在晶体中发生双折射。光从待检晶体111中射出后再经由透镜二112准直成平行光，经过 检偏器114后由成像透镜113汇聚后至探测器115探测面。
[0016] 测量装置投入使用前，需对待测晶体111表面法线进行标定，其标定具体方法为：
[0017] A、将透镜一 110移出光路；
[0018] B、将可调光阑104调至最小，调整待测晶体111姿态，使待测晶体111前表面的反 射光斑和反射镜107的反射光斑在光屏处重合；
[0019] C、将可调光阑104调至最大，继续调整待测晶体111姿态，直至光屏出现零级干涉 条纹；
[0020] D、将透镜一 110移入光路，计算机处理系统116采集锥光干涉图，计算光轴出露点 位置；
[0021] F、旋转待测晶体111 一定角度重复步骤A、B、C、D再次计算出光轴出露点的位置；
[0022] G、多次重复F步骤，完成多次测量，得到多组光轴出露点位置，利用最小二乘法拟 合出其轨迹为圆形，圆心位置即为待测晶体111表面法线对应位置。
[0023] 首先需要对待测晶体111的姿态进行精密定位，其实现方法如图2所示：将透镜一 110移出光路，将可调光阑104调至最小，调整待测晶体111姿态，使待测晶体111前表面 的反射光斑和反射镜107的反射光斑在光屏处重合；将可调光阑104调至最大，此时经反射 镜107反射的参考光和待测晶体111前表面反射的测量光在光屏109处产生干涉，继续调 整待测晶体111姿态，直至光屏109出现零级干涉条纹。此时待测晶体111定位精度达到 波长量级，大大提高系统测量重复性。
[0024] 然后将透镜一 110移入光路，如图1所示，旋转起偏器106和检偏器113使起偏器 106和检偏器113的偏振方向垂直，此时计算机处理系统116采集到锥光干涉图。
[0025] 最后利用图像匹配算法完成锥光干涉图光轴出露点坐标U1, J1)提取。
[0026] 利用已知的待测晶体111表面法线坐标（X。，，透镜一 110焦距/，透镜一 110处 光束口径Λ探测器115上光斑直径对应的像素数可以得到电光晶体Z轴偏离角σ为：
[0028] 以上所述实施例仅表达了本申请的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本 申请的保护范围。
【主权项】
1. 一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，其特征在于，包括：按光路依次放置的激光器 (101)、显微物镜（102)、针孔（103)、可调光阑（104)、起偏器（106)、准直透镜（105)、反射镜 (107)、分束立方体（108)、光屏（109)、透镜一（110)、待测晶体（111)、透镜二（112)、检偏器 (114)、成像透镜（113)、探测器（115)和计算机处理系统（116);其中，起偏器（106)和检偏 器（113)偏振方向垂直，透镜一（110)和透镜二（112)严格共辄，分束立方体（108)、反射镜 (107)、待测晶体（111)和光屏（109)组成迈克尔逊干涉系统。2. 根据权利要求1所述的一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，其特征在于，透镜一 (110)设有定位装置。3. 根据权利要求1所述的一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，其特征在于，光屏（109) 可以用C⑶或CMOS成像器件代替。4. 根据权利要求1所述的一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，其特征在于，反射镜 (107)的反射率与待测晶体（111)前表面的反射率在同一量级。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电光晶体Z轴偏离角测量装置，包括：按光路依次放置的激光器（101）、显微物镜（102）、针孔（103）、可调光阑（104）、起偏器（106）、准直透镜（105）、反射镜（107）、分束立方体（108）、光屏（109）、透镜一（110）、待测晶体（111）、透镜二（112）、成像透镜（114）、检偏器（113）、探测器（115）和计算机处理系统（116）；其中，起偏器（106）和检偏器（113）偏振方向垂直，透镜一（110）和透镜二（112）严格共轭，分束立方体（108）、反射镜（107）、待测晶体（111）和光屏（109）组成迈克尔逊干涉系统。通过利用迈克尔逊干涉原理实现晶体精密定位，采用图像匹配算法实现光轴出露点中心计算，完成电光晶体Z轴偏离角精密测量。相对于其他装置和方法具有测量精度高、测量方法简单、测量系统误差小和测量重复性好等优点。
【IPC分类】G01B11/26
【公开号】CN204831223
【申请号】CN201520632653
【发明人】李 东, 刘勇, 姜宏振, 刘旭, 张霖, 郑芳兰, 任寰, 杨 一, 李文洪, 石振东, 于德强, 巴荣声, 马骅, 原泉, 周信达, 郑垠波, 杨晓瑜, 柴立群, 陈波
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月21日