[发明专利]非接触式电光晶体通光面法线与Z轴偏离角测量装置及其测量方法

说明书

一种电光晶体通光面法线与Z轴偏离角测量装置及其测量方法，该装置包括激光器、第一透镜、空间滤波器、第二透镜、起偏器、分光镜、平面反射镜、数字光电自准直仪、第三透镜、第四透镜、检偏器、成像透镜、探测器和计算机处理系统。实验表明，本发明利用锥光干涉原理，实现了待测晶体待测面的非接触式无损检测，保障了测量过程中不引入待测晶体表面划痕，并且适用于大口径电光晶体检测，另外本发明采用数字光电自准直仪标定检测光束的光轴方向，保障了检测光束垂直入射待测晶体，具有测量精度高，测量重复性好的优点，具有很大应用前景。

技术领域

本发明涉及光学检测领域，具体是一种非接触式电光晶体通光面法线与Z轴偏离角测量装置及其测量方法。

背景技术

高功率激光系统采用先进的多程放大技术获取高能量提高效率，而大口径等离子体电极电光开关是该技术的关键部件之一，它的作用是隔离控制后向反射激光，防止系统大口径光学元件的破坏，维护系统的运行安全。电光开关晶体按垂直于它的光轴切割制造，随着定轴误差增大，光能量损耗迅速增加，因此应尽量抑制电光晶体通光面法线与Z轴偏离角度误差。但要抑制该角度误差首先要准确测量，需要有专业的测量仪器。常规X射线晶体定轴检测设备基于布拉格衍射原理，选用标准钢板作为通光面基准，并需要将待测晶体紧紧吸附在标准钢板上。晶体表面与标准钢板接触时容易产生划痕。在高功率激光系统中，划痕很容易引起能量集中，导致电光晶体损坏，因此X射线衍射法并不适用于对表面疵病要求很高的电光晶体Z轴定轴检测。

在发明专利电光晶体Z轴偏离角测量装置及测量方法(CN105066910A)中，提出了一种基于锥光干涉方法的电光晶体Z轴偏离角测量装置及测量方法，然而在权利要求5里的具体测量过程中，该方法通过调整待测晶体使待测晶体(111)表面反射光与反射镜(107)反射光在光屏处干涉出现零级条纹判断此时光垂直入射待测晶体(111)。然而，光屏处干涉出现零级条纹只能说明待测晶体(111)处的光线入射角度和反射镜(107)处的光线入射角度是相同的，若反射镜(107)处不是垂直入射，则待测晶体(111)处也不是垂直入射的。该套装置中无法对反射镜(107)进行精确角度定位，因此测量结果会包含反射镜(107)角度定位误差，影响测量结果准确度。

发明内容

本发明提出一种电光晶体通光面法线与Z轴偏离角测量装置及其测量方法，实现电光晶体无损检测，克服了现有方法中易产生划痕以及测量误差大等问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种非接触式电光晶体通光面法线与Z轴偏离角的测量装置，其特点在于该装置包含激光器，沿该激光器出射激光方向依次是第一透镜、空间滤波器、第二透镜、起偏器和分光镜；该分光镜将入射的激光分为反射光和透射光，沿所述的反射光方向是所述的平面反射镜，在该平面反射镜的反射光方向依次是所述的分光镜和数字光电自准直仪；沿所述的透射光方向依次为第三透镜、第四透镜、检偏器、成像透镜和探测器，该探测器的输出端与所述的计算机处理系统的输入端相连；所述的起偏器和检偏器偏振方向垂直，第三透镜和第四透镜严格共轭，所述的平面反射镜和数字光电自准直仪置于所述的调整架上，通过调整架实现平面反射镜和数字光电自准直仪同步调整。

所述的第三透镜设有定位装置，保证其在移除光路后再次移入光路时的位置不变，仍与第四透镜严格共轭。

所述的平面反射镜的反射率与待测晶体前表面的反射率在同一量级。

用上述非接触式电光晶体通光面法线与Z轴偏离角测量装置测量电光晶体通光面法线与Z轴偏离角的方法，其特点在于该方法主要包括以下步骤：

A)将待测电光晶体置于所述的第三透镜和第四透镜的公共焦平面，关闭所述的激光器，通过数字光电自准直仪观察由数字光电自准直仪发出的平行光经所述的平面反射镜反射后达到数字光电自准直仪的光斑位置，并通过调整所述的平面反射镜的姿态，使返回的光斑位于数字光电自准直仪成像系统的中心；