[实用新型]材料损坏的测量仪

说明书

本实用新型是一种关于测量材料损坏的测量仪，主要适用于透明材料，特别是光学玻璃材料的微小损坏的测量。

在激光领域中，透明光学元件材料(如光学玻璃等)的微小损坏测量，一直是人们关心的问题。在先技术中，於海武等人在文章“光学玻璃材料破坏测量”(光学学报，1996，Vol.16，No.11：1646-1649)中，提供了一种光学玻璃材料破坏的测量仪器，其结构对于待测材料几乎是左右对称的，如图1所示。氦氖激光器1发出的相干光经过第一个偏振片2变成线偏振光后，被第一个偏振棱镜3将其一分为二，两束光经过第一个凸透镜4后变成平行光，一束通过待测材料5的完好部分，另一束通过待测材料5的微小损坏点6，这两束分别携带了待测材料的破坏程度和完好程度信息的光被第二个凸透镜7会聚于第二个偏振棱镜8中，第二个偏振棱镜8将它们合二为一进行干涉。干涉图样经第二个偏振片9滤去非偏振杂散光，再经显微物镜10放大后，最后用CCD摄象机11进行接收。从干涉条纹的弯曲程度可以观测出待测材料的破坏程度。

上述在先技术测量仪器的结构的缺点是：①整个仪器光路太长，放置时受实验场地空间大小的限制。②大多数光学元件对于待测材料是左右对称的，以待测材料5为中心分成左右两侧的的结构参数完全相同，造成成对加工太浪费，成本高，尤其是对于昂贵的偏振棱镜。两个相同的元件在加工制做时不可能做的完全一样，加工时必然会有误差影响测量精度。③因为是对称式结构，左右对称元件的位置角度稍有偏差就偏离了光路。装调过程复杂，要协调的元件多。例如，第一个偏振棱镜的功能是将光束一分为二，第二个偏振棱镜的功能是将光束合二为一，偏振棱镜的分束角很小，如果调整时稍不精确，第一个偏振棱镜所分开的两束光就不能被第二个偏振棱镜重新合并成一束光进行干涉，以致没有干涉信号输出。

本实用新型的目的是针对在先技术中光学元件重复、光路长、难调整、成本高的缺点，提供一种优化的往返式光路设置，使整个测量仪更为紧凑，降低成本，简化调整过程，提高测量精度。

本实用新型材料损坏的测量仪，如图2所示，包括外壳16内置有的激光器1，在外壳16内沿着由激光器1发射光束G₀前进的方向上，与激光器1同光轴OO地依次置有扩束镜12，偏振片2、偏振棱镜3、凸透镜4以及供置放含有损坏点6的待测材料5的调整架15。光路的端点处置有全反向镜14。发射光束G₀穿过含有损坏点6的待测材料5后射到在光路端点处的全反射镜14上被反射后沿原光路返回。在扩束镜12与偏振片2之间的光路上置有反射面与激光器1的光轴OO成α角的半反半透镜13，其中α角的角度为0°＜α＜90°。在半反半透镜13相对偏振片2的反射面所反射的反射光束G_f的方向上置有显示观测器件17。

所说的激光器1是半导体激光器，或者是固体激光器，或者是气体激光器，或者是染料激光器。

所说的显示观测器件17是显微镜，可以从显微镜中直接观测到干涉光信号，或是摄象机，可以将干涉光信号摄录下来，或者是探测元件将干涉光信号变成电信号输入计算机进行处理显示。

本实用新型的测量仪用激光器1发出的相干性较强的激光束G₀作为测量透明材料微小损坏的探测光，经过扩束镜12扩束后，通过半反半透镜13后被偏振片2变成线偏振光，偏振棱镜3将光束一分为二，两束光经过凸透镜4后变为平行光。其中一束通过待测材料5的完好部分，另一束通过待测材料5中的损坏点6，两束光被全反射镜14反射并沿原光路返回，再次经过待测材料5，凸透镜4将两光束会聚到偏振棱镜3中，这次偏振棱镜3的功能是将两光束合二为一进行干涉，形成的干涉图由半反半透镜13反射到显示观测器件17中进行观测。