一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法，该装置包括激光玻璃样本、激光发射器、剩余反射探测器、精密定位和复位测量系统，精密定位和复位测量系统由视觉定位系统和位移传感器组成，激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，激光发射器固定在激光发射器运动机构上，剩余反射探测器固定在剩余反射探测器运动机构上。本发明还提供一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法。本发明通过激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标一一对应，并结合激光玻璃样本包边前后的精确定位和复位，可以方便地测量不同角度和不同位置点的包边剩余反射，降低了测量误差，保证了激光玻璃包边剩余反射测量的精度。
【专利说明】一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及激光增益介质测量【技术领域】，具体是一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]激光增益介质广泛应用于各类固体激光器中，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料。激光增益介质一般是一种以玻璃为基质的固体激光材料。在激光放大过程中，由于激光玻璃的增益很高，介质内的自发辐射将会得到放大而产生放大自发辐射(简称ASE)。由于ASE的存在，将在信号光到达之前消耗掉增益介质上能级的反转粒子，使信号光得不到有效放大，这不仅严重地降低了激光增益介质的储能密度和储能效率，而且会引起介质内抽运能量的再分布，对增益均匀性具有严重影响。
[0005]抑制ASE的主要方法是在垂直于光路方向的片状激光玻璃的侧边通过胶合的方式接上吸收激光波长的玻璃，来破坏ASE放大过程，称为激光玻璃包边。激光玻璃、胶合层和包边玻璃之间折射率匹配度是是影响激光玻璃包边降低ASE的关键，是衡量激光玻璃包边质量的最重要参数。激光玻璃与胶合层界面反射以及包边玻璃与胶合层界面反射总和称为激光玻璃包边剩余反射。因此，准确测量包边剩余反射能够直接、客观地反映激光玻璃包边的质量好坏。
[0006]目前已有的针对大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法(见CN102768202A)，一方面无法对大口径激光玻璃 进行精密的定位和复位，这样就使得测量结果中引入了误差；另一方面不具备对包边界面的不同角度和不同位置点进行测量的功能，这样就无法对大口径激光玻璃包边剩余反射进行全面、深入、客观的评价和研究。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法，以解决在大口径激光玻璃包边剩余反射测量过程中无法对样本进行精密的定位和复位以及无法进行多角度和多点测量的问题。
[0008]本发明的技术方案为:
一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，包括激光玻璃样本、激光发射器和剩余反射探测器，所述激光发射器设置在激光玻璃样本的入射光路上，所述剩余反射探测器设置在激光玻璃样本的出射光路上，该测量装置还包括精密定位和复位测量系统，所述精密定位和复位测量系统由视觉定位系统和位移传感器组成，用于对包边前后的激光玻璃样本进行定位和复位；所述激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，所述激光发射器固定在激光发射器运动机构上，所述剩余反射探测器固定在剩余反射探测器运动机构上。[0009]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，所述视觉定位系统包括CCD相机、成像镜头、照明光源和标定板；所述CCD相机、成像镜头、照明光源位于激光玻璃样本的同一侧，并沿着激光玻璃样本表面的法线方向对准激光玻璃样本的直角边，所述标定板位于激光玻璃样本的另一侧。
[0010]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，所述位移传感器的数量为三个,分别位于激光玻璃样本的三个角上。
[0011]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，所述多自由度精密运动机构具有六个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整、偏摆调整和旋转调整；所述激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构均具有五个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整和偏摆调整。
[0012]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，该测量装置还包括数据处理系统，所述数据处理系统的输入端与激光发射器、剩余反射探测器以及精密定位和复位测量系统的输出端连接，所述数据处理系统的输出端与激光发射器运动机构、剩余反射探测器运动机构以及多自由度精密运动机构的输入端连接。
[0013]一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，包括以下步骤: (1)将包边前的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，获得激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像，计算出激光玻璃样本的中心位置坐标；
(2)调节激光发射器运动机构，激光发射器以某一空间坐标将光强值为El的测量激光束入射到激光玻璃样本上，测量激光束进入激光玻璃样本内部，经待包边界面反射后出射；
(3)采用折射和反射定律计算得到剩余反射探测器的空间坐标，剩余反射探测器运动机构根据该空间坐标进行自动调整，使从激光玻璃样本出射的测量激光束完全被剩余反射探测器接收，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2 ；
(4)改变激光发射器的空间坐标，重复步骤(2)、(3)，以测量不同入射角度和不同位置点的包边剩余反射；
(5)将包边后的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，并使获得的激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像以及计算出的激光玻璃样本的中心位置坐标与包边前的一致；
(6)将光强值为Ε 的测量激光束通过激光发射器入射到激光玻璃样本上，调节激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构，将激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标设置为与包边前的一致，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2’ ；
(7)根据以下公式求得激光玻璃包边界面的剩余反射率:
R，=(E2’ /E2) X (Ε1/Ε ) XR
其中，R为包边前的激光玻璃样本待包边界面的反射率。
[0014]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，所述步骤(1)中，获得激光玻璃样本的四个直角边在空间固定参考系上成的像，计算出激光玻璃样本的中心位置坐标，具体包括以下步骤: (11)将CCD相机、成像镜头和照明光源设置在激光玻璃样本的同一侧,并沿着激光玻璃样本通光表面的法线方向对准激光玻璃样本的四个直角边；
(12)将标定板设置在激光玻璃样本的另一侧，所述标定板在空间中的位置固定不变，作为空间的固定参考系；
(13)激光玻璃样本在照明光源的照明下，其直角边投影在标定板上，成像镜头将直角边在标定板上的投影成像在CXD相机上；
(14)计算机通过图像处理算法对CCD相机采集的图像提取出激光玻璃样本的直角边线以及标定板上的栅格线，然后通过拟合算法得到激光玻璃样本的四个直角顶点、顶点的对角线以及对角线的交点即激光玻璃样本的中心点。
[0015]所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，所述步骤(4)中，改变激光发射器的空间坐标，具体为:
(41)若测量相同入射角度不同位置点的包边剩余反射，则通过改变激光发射器的上下位移、前后位移、左右位移实现；
(42)若测量相同位置点不同入射角度的包边剩余反射，则通过改变激光发射器的上下位移、前后位移、左右位移和俯仰角或者通过改变激光发射器的上下位移、前后位移、左右位移和偏摆角实现。
[0016]由上述技术方案可知，本发明通过多自由度精密运动机构与精密定位和复位测量系统的配合，包边前后的激光玻璃样本在空间直角坐标系中的位置完全一致，极大地降低了测量误差，采用视觉定位系统和位移传感器相结合的方式进行非接触式的测量，避免了人工操作给大口径激光玻璃造成的污染和破坏，保证了激光玻璃包边剩余反射测量的精度；通过设置激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构，可以方便地调整激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标，实现不同入射角度和不同位置点的激光玻璃包边剩余反射的测量，从而能够对激光玻璃包边剩余反射进行全面、深入、客观的评价和研究，为判断激光玻璃包边质量的好坏提供依据。
[0017]
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明所述的激光玻璃示意图；
图2是本发明所述的激光玻璃空间自由度示意图；
图3是本发明所述的激光玻璃包边前后精确定位和复位原理图；
图4是本发明所述的视觉定位测量原理图；
图5是本发明所述的位移传感器测量原理图；
图6是本发明所述的大口径激光玻璃包边剩余反射多角度多点的测量原理图；
图7是本发明所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置结构示意图。
[0019]
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图并以钕玻璃包边界面的剩余反射测量为具体实施例对本发明进行详细阐述，但不应以此限制本发明的保护范围。[0021]包边后的激光玻璃样本10 (激光玻璃100、包边玻璃200、包边界面300)如图1所示，为了测量方便，一般情况下加工为长方体块，其前表面和后表面均抛光，为通光表面，四个侧表面均抛光，用于包边。
[0022]以平行于激光玻璃样本10通光表面的平面为X-Y平面，以平行于通光表面法线方向的直线为Z轴建立空间直角坐标系。如图2所示，激光玻璃样本10在空间中具有六个自由度，分别是X、Y、Z三个方向以及α、β、Y三个角度。
[0023]如图3所示，视觉定位系统20其结构主要包括CXD相机201、成像镜头202、照明光源203和标定板204。其中CXD相机201、成像镜头202和照明光源203位于激光玻璃样本10的同一侧，并沿着激光玻璃样本10通光表面的法线方向对准激光玻璃样本10的直角边，标定板204位于激光玻璃样本10的另一侧。激光玻璃样本10在照明光源203的照明下，其直角边投影在标定板204上，成像镜头202将直角边在标定板204上的投影成像在CCD相机201上，标定板204在空间中的位置固定不变，作为空间的固定参考系。位移传感器21固定在与激光玻璃样本10通光表面平行的同一个平面上(即X-Y平面)，分别位于激光玻璃样本10的三个角上。
[0024]如图4所示，计算机通过图像处理算法对CXD相机201采集的图像提取出激光玻璃样本10的直角边线以及标定板204上的栅格线，然后通过拟合算法得到激光玻璃样本10的四个直角顶点、顶点的对角线以及对角线的交点即激光玻璃样本10的中心点。因此视觉定位系统20可以测量出X、Y位移以及Y角度。
[0025]如图5所示，由于三个点可以确定一个平面，所以三个位移传感器21分别位于激光玻璃样本10的三个角上，当激光玻璃样本10在Z位移方向以及α、β角度方向没有偏差时，三个位移传感器21的输出信号相等且均为零。当激光玻璃样本10在Z位移方向以及α、β角度方向有偏差时，三个位移传感器21就会给出误差信号，误差信号通过信号采集单元传输给计算机，经计算机处理后反馈给多自由度精密运动机构15，多自由度精密运动机构15根据误差信号进行自动的精确调整，使三个位移传感器21的输出信号相等且均为零。
[0026]如图6所示，对平行于Y-Z平面的包边界面进行剩余反射测量，激光发射器9和剩余反射探测器11分别固定在具有(X，Y，ζ，α, β)五个自由度的激光发射器运动机构12和剩余反射探测器运动机构13上。当激光发射器9发射的激光束以(XI，Υ1，Ζ1，α 1，β I)坐标入射到激光玻璃样本10上时，根据折射和反射定律可以得到剩余反射探测器11的坐标为(Χ1’，Υ1‘，Ζ1’，α I’，β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，进行自动的坐标调整。
[0027]对于同角度不同位置点的包边玻璃剩余反射测量，改变激光发射器9的高度Y，激光束以(XI，Υ2，Ζ1，α 1，β I)坐标入射到激光玻璃样本10上，根据折射和反射定律可以得到剩余反射探测器11的坐标为《1’32’，21’，α 1’，β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，进行自动的坐标调整。
[0028]对于同位置点不同角度的包边玻璃剩余反射测量，改变激光发射器9的高度Y和俯仰角α，激光束以(XI，Υ3，Zl, α 2，β I)坐标入射到激光玻璃样本10上，同理得到剩余反射探测器11的坐标为《1’33’，21’，α 2’，β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，进行自动的坐标调整。[0029]同理，若对平行于X-Z平面的包边界面进行剩余反射测量，则通过改变激光发射器9的X坐标和偏摆角β，然后根据折射和反射定律得到剩余反射探测器11的坐标，最后该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，进行自动的坐标调整。
[0030]这样，通过激光发射器9和剩余反射探测器11的坐标一一对应，并结合激光玻璃样本10包边前后的精确定位和复位技术，就可以方便地测量不同角度和不同位置点的包边剩余反射。
[0031]如图7所示，一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，包括有测量激光器
1、功率调整装置2、第一高反射镜3、光束整形装置4、分光镜5、激光强度探测器6、光纤耦合器7、光纤8、激光发射器9、激光玻璃样本10、剩余反射探测器11、激光发射器运动机构12、剩余反射探测器运动机构13、精密定位和复位测量系统14、多自由度精密运动机构15、指不激光器16、光开关17、第二高反射镜18、部分反射镜19。
[0032]功率调整装置2、第一高反射镜3、光束整形装置4和分光镜5依次设置在测量激光器I的输出光路上，激光强度探测器6设置在分光镜5的透射光路上,在分光镜5的反射光路上设有光纤耦合器7，耦合后的激光束通过光纤8和激光发射器9入射到激光玻璃样本10上，经过激光玻璃样本10反射的剩余反射激光束被剩余反射探测器11接收。
[0033]激光发射器9固定在激光发射器运动机构12上，剩余反射探测器11固定在剩余反射探测器运动机构13上，激光发射器运动机构12和剩余反射探测器运动机构13在空间中具有五个自由度，分别是Χ、Υ、Ζ三个方向以及α、β两个角度，激光玻璃样本10通过特殊设计的装夹装置固定在多自由度精密运动机构15上，多自由度精密运动机构15在空间中具有六个自由度，分别是X、Y、Z三个方向以及α、β、Υ三个角度。精密定位和复位测量系统14由视觉定位系统20和位移传感器21组成，详见前述说明。
[0034]指示激光器16输出的指示激光束通过光开关17、第二高反射镜18和部分反射镜19与测量激光器I输出的测量激光束共轴。在钕玻璃包边剩余反射测量中，测量激光器I输出的测量激光一般为1053nm红外激光,指不激光器16输出的指不激光一般为可见光波段。
[0035]激光强度探测器6和剩余反射探测器11将各自探测到的激光束的光强输入计算机进行后续分析处理。
[0036]利用本发明对大口径钕玻璃进行包边剩余反射测量，包括以下步骤:
S1、在测量前，先打开测量激光器I和指示激光器16，预热一定的时间使测量激光器I和指示激光器16工作稳定。
[0037]S2、调节测量激光器1、功率调整装置2、第一高反射镜3、光束整形装置4和分光镜5，使测量激光器I输出的测量激光束位于它们的中心且共轴；调节第二高反射镜18和部分反射镜19，使指示激光器16输出的指示激光束与测量激光器I输出的测量激光束共轴。
[0038]S3、将包边前的大口径激光玻璃样本10固定在多自由度精密运动机构15上，调节多自由度精密运动机构15，使精密定位和复位测量系统14中的三个激光位移传感器21输出信号相等且为零，视觉定位系统20记录下激光玻璃样本10的四个直角边在标定板上成的像，并计算出此时激光玻璃样本10的中心位置坐标。
[0039]S4、调节功率调整装置2，使测量激光器I输出的测量激光束强度为零或者最小；调节光束整形装置4和光纤耦合装置7，使指示激光器16输出的指示激光束以最小的损耗耦合进入光纤8中；调节激光发射器运动机构12的位置，使指示激光器16输出的指示激光束通过激光发射器9以坐标(XI，Yl，Zl，α 1，β I)入射到激光玻璃样本10上，并进入激光玻璃样本10内部的待包边界面(以平行于Y-Z平面的界面为例进行说明)上，根据折射和反射定律，再结合指示激光束剩余反射光斑的位置，得到剩余反射探测器11的坐标为(ΧL，ΥL，Ζ1’，a r, β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，剩余反射探测器运动机构13进行自动的坐标调整，使得从激光玻璃样本10出射的指示激光束能够完全被剩余反射探测器11接收。
[0040]S5、关闭光开关17 (切断指示激光束的传输)，调节功率调整装置2，使测量激光器I输出的测量激光束的光强满足测量需求，其中，测量激光束的光强可以通过沿着分光镜5透射方向设置的激光强度探测器6来实时探测；由于在上述步骤中已通过指示激光器16找到了剩余反射光斑并确定了剩余反射探测器11的位置，并且由于测量激光束与指示激光束共轴，因此可以从计算机中读取激光强度探测器6所探测的入射到激光玻璃样本10上的测量激光束的光强值El和剩余反射探测器11所探测的从激光玻璃样本10出射的测量激光束的光强值Ε2。
[0041 ] S6、测量不同角度和不同位置点的激光玻璃包边剩余反射 (i)若要测量相同角度不同位置点的激光玻璃包边剩余反射，则改变激光发射器9的高度Y，测量激光束以坐标(XI，Y2, Zl, α I, β I)入射到激光玻璃样本10上，根据折射和反射定律，再结合指示激光束剩余反射光斑的位置，可以得到剩余反射探测器11的坐标为(Χ1’，Υ2’，ΖL，α 1’，β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，剩余反射探测器运动机构13进行自动的坐标调整，使从激光玻璃样本10出射的测量激光束能够完全被剩余反射探测器11接收；
(ii)若要测量相同位置点不同角度的激光玻璃包边剩余反射，则改变激光发射器9的高度Y和俯仰角α，测量激光束以(XI，Υ3, Zl, α 2，β I)坐标入射到激光玻璃样本10上，同理得到剩余反射探测器11的坐标为《1’，￥3’，21’，α 2’，β I’)，该坐标通过计算机传输给剩余反射探测器运动机构13，剩余反射探测器运动机构13进行自动的坐标调整，使从激光玻璃样本10出射的测量激光束能够完全被剩余反射探测器11接收。
[0042]S7、重复步骤S4至S6，则可以得到激光玻璃样本10的两个平行于Υ_Ζ平面的待包边界面任意位置点和任意角度的激光强度探测器6的光强值El和剩余反射探测器11的光强值Ε2 ;在保持系统空间直角坐标系不变的情况下，类似地改变激光发射器9的X坐标和偏摆角ω，重复步骤S4至S6，则可以得到激光玻璃样本10的两个平行于X-Z平面的待包边界面任意位置点和任意角度的激光强度探测器6的光强值El和剩余反射探测器11的光强值Ε2。
[0043]S8、将包边后的激光玻璃样本10固定在多自由度精密运动机构15上，调节多自由度精密运动机构15，使精密定位和复位测量系统14中的三个激光位移传感器21输出信号相等且为零，使视觉定位系统20记录的激光玻璃样本10的四个直角边在标定板204上成的像以及计算出的激光玻璃样本10的中心位置坐标与包边前的相同。通过多自由度精密运动机构15和精密定位和复位测量系统14的配合，包边前后的激光玻璃样本10在空间直角坐标系中的位置完全一致，所以通过激光玻璃样本10的包边界面上任意位置点和任意角度的激光发射器9的坐标(Χ，Υ，Ζ，α，β )和剩余反射探测器11的坐标(Χ’，Υ’，Ζ’，α ’，β ’)，可以得到包边界面上任意位置点和任意角度的激光强度探测器6的光强值Ε1'和剩余反射探测器11的光强值Ε2’ ；根据以下公式可以求得激光玻璃样本10包边界面上的任意位置点和任意角度的剩余反射率R’:
R，=(Ε2’ /Ε2) X (Ε1/Ε1' ) XR
其中，R为包边前的激光玻璃样本10待包边界面的反射率，可采用菲涅尔公式求得。
[0044]本发明通过激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标一一对应，并结合激光玻璃样本包边前后的精确定位和复位，可以方便地测量不同角度和不同位置点的包边剩余反射，保证了激光玻璃包边剩余反射测量的精度。
[0045]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明 设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应 落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，包括激光玻璃样本、激光发射器和剩余反射探测器，所述激光发射器设置在激光玻璃样本的入射光路上，所述剩余反射探测器设置在激光玻璃样本的出射光路上，其特征在于:该测量装置还包括精密定位和复位测量系统，所述精密定位和复位测量系统由视觉定位系统和位移传感器组成，用于对包边前后的激光玻璃样本进行定位和复位；所述激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，所述激光发射器固定在激光发射器运动机构上，所述剩余反射探测器固定在剩余反射探测器运动机构上。
2.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于:所述视觉定位系统包括CCD相机、成像镜头、照明光源和标定板；所述CCD相机、成像镜头、照明光源位于激光玻璃样本的同一侧，并沿着激光玻璃样本表面的法线方向对准激光玻璃样本的直角边，所述标定板位于激光玻璃样本的另一侧。
3.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于:所述位移传感器的数量为三个,分别位于激光玻璃样本的三个角上。
4.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于:所述多自由度精密运动机构具有六个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整、偏摆调整和旋转调整；所述激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构均具有五个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整和偏摆调整。
5.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于:该测量装置还包括数据处理系统，所述数据处理系统的输入端与激光发射器、剩余反射探测器以及精密定位和复位测量系统的输出端连接，所述数据处理系统的输出端与激光发射器运动机构、剩余反射探测器运动机构以及多自由度精密运动机构的输入端连接。
6.一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将包边前的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，获得激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像，计算出激光玻璃样本的中心位置坐标； (2)调节激光发射器运动机构，激光发射器以某一空间坐标将光强值为El的测量激光束入射到激光玻璃样本上，测量激光束进入激光玻璃样本内部，经待包边界面反射后出射； (3)采用折射和反射定律计算得到剩余反射探测器的空间坐标，剩余反射探测器运动机构根据该空间坐标进行自动调整，使从激光玻璃样本出射的测量激光束完全被剩余反射探测器接收，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2 ； (4)改变激光发射器的空间坐标，重复步骤(2)、(3)，以测量不同入射角度和不同位置点的包边剩余反射； (5)将包边后的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，并使获得的激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像以及计算出的激光玻璃样本的中心位置坐标与包边前的一致； (6)将光强值为Ε1'的测量激光束通过激光发射器入射到激光玻璃样本上，调节激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构，将激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标设置为与包边前的一致，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2’ ； (7)根据以下公式求得激光玻璃包边界面的剩余反射率:
R，=(E2’ /E2) X (Ε1/Ε ) XR 其中，R为包边前的激光玻璃样本待包边界面的反射率。
7.根据权利要求6所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，其特征在于，所述步骤(1)中，获得激光玻璃样本的四个直角边在空间固定参考系上成的像，计算出激光玻璃样本的中心位置坐标，具体包括以下步骤: (11)将CCD相机、成像 镜头和照明光源设置在激光玻璃样本的同一侧，并沿着激光玻璃样本通光表面的法线方向对准激光玻璃样本的四个直角边； (12)将标定板设置在激光玻璃样本的另一侧，所述标定板在空间中的位置固定不变，作为空间的固定参考系； (13)激光玻璃样本在照明光源的照明下，其直角边投影在标定板上，成像镜头将直角边在标定板上的投影成像在CXD相机上； (14)计算机通过图像处理算法对CCD相机采集的图像提取出激光玻璃样本的直角边线以及标定板上的栅格线，然后通过拟合算法得到激光玻璃样本的四个直角顶点、顶点的对角线以及对角线的交点即激光玻璃样本的中心点。
8.根据权利要求6所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，其特征在于，所述步骤(4)中，改变激光发射器的空间坐标，具体为: (41)若测量相同入射角度不同位置点的包边剩余反射，则通过改变激光发射器的上下位移、前后位移和左右位移实现； (42)若测量相同位置点不同入射角度的包边剩余反射，则通过改变激光发射器的上下位移、前后位移、左右位移和俯仰角或者通过改变激光发射器的上下位移、前后位移、左右位移和偏摆角实现。
【文档编号】G01N21/41GK103712950SQ201310739982
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】董敬涛, 陈坚, 吴周令 申请人:合肥知常光电科技有限公司