[发明专利]一种光学元件透射反射率测量仪

说明书

本发明提供了一种光学元件透射反射率测量仪，本发明采用斩光器对激光信号进行调制后经分光棱镜分为参考光和入射光，入射光照射光学元件产生透射光和反射光，光电二极管采集参考光、透射光和反射光信号并转换为电信号，电信号经过前置放大器放大后进入锁相放大器，锁相放大器输出与光强成正比的直流电压，透射光和反射光对应的直流电压与参考光对应的直流电压比对，得到光学元件的透射率和反射率。本发明通过设置光学标准片，对测量仪信号放大单元的放大倍数进行校正。本发明结构简单，使用方便，尤其适合在线测量较大尺寸光学元件的透射率和反射率。

技术领域

本发明属于仪器科学领域，具体涉及一种光学元件透射反射率测量仪。

背景技术

高功率激光在许多高新技术领域中得到广泛应用，是当代各国竞相研究的重要领域。随着强激光技术的不断发展，特别是惯性约束核聚变系统的研制，光学系统各个单元器件所要求承受的功率密度越来越高。

在高功率激光装置中，一个重要特点是众多大口径和高精密度光学元件的采用，如在激光放大和聚焦过程中所用到的放大和调制晶体等。这些光学元件的透过率和反射率极大地影响激光传输过程中的损耗和聚焦，比如反射率过高，就非常容易产生鬼光点，对装置中的其它元件造成损害。大型光学元件在使用中，绝大部分表面都经过镀膜处理，光学透过率和反射率也是评价光学元件镀膜质量的重要指标。

高通量激光装置高通量运行时，如果光学元件表面留有任何污物，吸收激光后会发生爆炸性蒸发，导致玻璃或镀膜表面损伤，降低光学元件的损伤阈值，这要求光学元件具有很高的洁净度。光学元件的透过率也是衡量光学元件表面洁净度的一个重要指标。

当前，测量光学元件的透射和反射率的主要仪器是分光光度计，这种仪器测量结果精确，且能够测量光学元件在某个波段的透过率。但是分光光度计一般采用光电倍增管加积分球的技术手段，光电倍增管需要在黑暗的环境中使用，造成这种仪器只能测量较小尺寸的光学元件的透过率，而不适合测量较大尺寸（迎光面积大于200×200mm）的光学元件，尤其不能实现在线测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光学元件透射反射率测量仪。

本发明的光学元件透射反射率测量仪，包括激光器、斩光器、分光镜、光电二极管Ⅰ、光电二极管Ⅱ、光电二极管Ⅲ、前置放大器Ⅰ、前置放大器Ⅱ、前置放大器Ⅲ、锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ、锁相放大器Ⅲ、光学元件卡具、光学标准片和计算机；

所述的激光器发出的连续激光经过斩光器调制成脉冲激光，调制后的脉冲激光经过分光镜分成能量相同的两束脉冲激光，一束脉冲激光被光电二极管Ⅰ接收并转换为电信号，电信号经过前置放大器Ⅰ放大和锁相放大器Ⅰ的再次放大后，直接传输到计算机；

另一束脉冲激光直接照射在放置于光学元件卡具上的待测光学元件上，进而产生透射脉冲激光和反射脉冲激光，其中的反射脉冲激光被光电二极管Ⅱ接收并转换为电信号，前置放大器Ⅱ接收光电二极管Ⅱ产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经过锁相放大器Ⅱ后直接传递给计算机；透射脉冲激光被光电二极管Ⅲ接收并转化为电信号，前置放大器Ⅲ接收光电二极管Ⅲ产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经锁相放大器Ⅲ在再次放大后直接传递到计算机；

所述的光学元件卡具用来装卡待测光学元件和光学标准片，光学标准片用于在测量待测光学元件之前对仪器各放大单元放大倍数的标定。

所述的激光器产生的激光为连续光，且输出功率小于等于20 毫瓦。

所述的光电二极管Ⅰ、光电二极管Ⅱ和光电二极管Ⅲ的型号相同。

所述的锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ和锁相放大器Ⅲ的型号相同。

所述的光学标准片的反射率小于等于4%。

本本发明的光学元件透射反射率测量仪的工作过程如下：