[发明专利]一种能精确控制入射角的分光镜测量方法及装置

权利要求书

1.一种能精确控制入射角的分光镜测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、搭建光路

1.1)将可调谐激光器(1)、准直镜(2)、小孔光阑、第一平面反射镜(4)依次设置；所述小孔光阑的中心孔直径D＝0.1～1mm；

1.2)在所述第一平面反射镜(4)的反射光路上设置五棱镜(6)；

1.3)在所述五棱镜(6)的出射光路上设置第二平面反射镜(8)；

上述步骤1.1)-1.3)中，每设置一个光学元件，应调节该光学元件的俯仰，使经过该光学元件的光束位于水平平面内，这样在完成步骤1.3)后，经过所有光学元件的光束都位于同一水平平面内；

步骤2、在水平平面内进行光路调试

2.1)90°光路自准；

2.1.1)将可调谐激光器(1)发出的激光经准直镜(2)准直；

2.1.2)使准直后光束通过所述小孔光阑的中心孔，得到小口径光束；

2.1.3)调节第一平面反射镜(4)，使所述小口径光束通过所述第一平面反射镜(4)折转，入射至五棱镜(6)；

2.1.4)调节五棱镜(6)姿态，使被五棱镜(6)入射面反射的光束入射至第一平面反射镜(4)，经第一平面反射镜(4)反射后，进入所述小孔光阑的中心孔；

2.1.5)调节第二平面反射镜(8)，使被五棱镜(6)折转90°后的光束经第二平面镜反射后，再次进入五棱镜(6)，经五棱镜(6)折转90°后入射至第一平面反射镜(4)，被第一平面反射镜(4)反射后，进入所述小孔光阑的中心孔；

2.2)待测分光镜(7)45°入射光路自准；

2.2.1将所述五棱镜(6)替换为待测分光镜(7)；

2.2.2调节待测分光镜(7)姿态，使待测分光镜(7)反射偏转之后的光被第二平面反射镜(8)反射回待测分光镜(7)，再次偏转之后，入射至第一平面反射镜(4)，经第一平面反射镜(4)反射后进入所述小孔光阑的中心孔；

2.3)待测分光镜(7)45°基准标定；

定义待测分光镜(7)面对第一平面反射镜(4)的面为第一入射面，待测分光镜(7)背离第一平面反射镜(4)的面为第二入射面；使用自准直光管(9)垂直入射待测分光镜(7)的第二入射面，进行待测分光镜(7)45°基准标定；

步骤3、测量

3.1)将所述小孔光阑替换为可调光阑(12)或者口径大于待测分光镜(7)口径且不拦光的不可调光阑，将第二平面反射镜(8)替换为第一激光功率计(10)，在待测分光镜(7)第一入射面的透射方向放置第二激光功率计(11)；所述第一激光功率计(10)与可调谐激光器(1)之间的光程与第二激光功率计(11)与可调谐激光器(1)之间的光程相等；

3.2)调节可调光阑(12)使入射至第一平面反射镜(4)的光束达到合适口径；

3.3)测量；

第一种情形：若待测分光镜(7)为波长分光镜；

3.3.1)测量待测分光镜(7)对不同角度入射光的反射效率η_R(θ)；

3.3.1.1)调节待测分光镜(7)姿态，利用自准直光管(9)控制入射角度，利用第一激光功率计(10)测得经待测分光镜(7)反射之后的反射光强度I_R1(θ)；

3.1.1.2)移除待测分光镜(7)，利用第二激光功率计(11)测得测量光束的入射强度I_R0(θ)；

3.1.1.3)利用下式计算待测分光镜(7)对不同角度入射光的反射效率η_R(θ)：

ηR(θ)=IR1(θ)IR0(θ);]]>

3.3.2)测量待测分光镜(7)对不同角度入射光的反射效率η_T(θ)；

3.3.2.1)将待测分光镜(7)加入光路，利用步骤2.3)中自准直光管(9)标定的45°基准进行自准，调节可调谐激光器(1)的输出波长为待测分光镜(7)设计的透射光波长；

3.3.2.2)调节待测分光镜(7)姿态，通过自准直光管(9)控制入射角度，利用第二激光功率计(11)测得经待测分光镜(7)透射之后的透射光强度I_T1(θ)；

3.3.2.3)移除待测分光镜(7)，利用第二激光功率计(11)测得测量光束的入射强度I_T0(θ)；

3.3.2.4)利用下式计算待测分光镜(7)对不同角度入射光的透射效率η_T(θ)：

ηT(θ)=IT1(θ)IT0(θ);]]>

第二种情形：若待测分光镜(7)为光强分光镜；

3.1.1)调节待测分光镜(7)姿态，通过自准直光管(9)控制入射角度，利用第一激光功率计(10)测得经待测分光镜(7)反射之后的反射光强度I_R1(θ)，利用第二激光功率计(11)测得经待测分光镜(7)透射之后的透射光强度I_T1(θ)；

3.1.2)利用下式计算待测分光镜(7)对不同角度入射光，其透射光与反射光之比K：