[发明专利]一种光学污染物筛查装置及方法

说明书

本发明公开了一种光学污染物筛查装置及方法，本发明通过将激光器内部所选用材料分别进行挥发物测试，判断该材料是否对光学膜片安全。也就是说，本发明将可疑的污染物单独测试，从而实现能够准确的定位污染源。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种光学污染物筛查装置及方法。

背景技术

目前大部分工程化应用的固体激光器采用金属壳体作为框架结构。光学元件通过元件座安装固定于激光器壳体内部，通过对激光晶体泵浦能量并精细调节谐振腔镜及各个光学元件的相对位置，最终形成激光振荡并输出激光。

激光谐振腔的工作环境有较高的洁净度要求，避免灰尘等杂质污染谐振腔内部光学元件，对激光振荡产生损耗，影响激光输出能量。为此激光器壳体需要采取一定的密封措施，将光学谐振腔与外部环境隔离。

在某些激光应用中，为了压缩激光器输出脉冲宽度和提高脉冲峰值功率需要采用调Q技术。此技术使泵浦光脉冲开始后相当长一段时间内有意降低谐振腔的Q值而不产生激光振荡，工作物质内的粒子数反转程度不断通过光泵积累而增大；然后在某一特定时刻，突然快速增大谐振腔的Q值，使腔内迅速发生激光振荡，积累到较高能级的反转粒子数能量会集中在很短的时间间隔内快速释放出来，从而可以获得很窄的脉冲宽度和高峰值功率的激光输出。

对于多数机载、车载或者手持等类型的高峰值功率脉冲激光器而言，要求激光器有较强的环境适应能力，能够在-40℃～+65℃环境温度下正常工作。

实践中，上述类型的高峰值功率脉冲输出激光器在实际应用中经常会出现输出能量下降，光学膜片损伤、光束质量下降的情况。分析此情况出现的原因主要是激光器内部固化胶、软性导热材料等存在易产生挥发的污染物，挥发物在高峰值功率激光的作用下产生碳化并附着在光学元件表面上，引起谐振腔内激光振荡损耗增大，导致激光输出能量下降，光束质量下降。而且高温环境会加速污染物的挥发，导致激光器的工作寿命缩短。

如果消除密封的激光器壳体内的污染源，则可以解决光学膜片损伤导致的激光器输出能量下降、工作寿命缩短等上述问题。激光器壳体内部由多种材料构成，包括铜、铝等金属材料和导热膏、固化胶等多种化工非金属材料。当前手段无法直接定位是哪一种或哪几种材料产生挥发导致光学膜片损伤。

发明内容

本发明提供了一种光学污染物筛查装置及方法，以解决现有技术无法确定激光器中哪一种材料产生挥发而导致光学膜片损伤的问题。

一方面，本发明提供了一种光学污染物筛查装置，该装置包括：

带有通光窗口的样品盒，用于透过高峰值功率激光，并模拟待测激光器内部构成材料在激光器高温工作状态下所处的环境状态，以测试所述待测激光器内部构成材料的高温挥发性；其中，所述样品盒为一个，或者为依次连续排列的多个，当所述样品盒为多个时，所述样品盒内均设有一种激光器内部材料的测试样品；

能量计，用于对所述样品盒透过的高峰值功率激光进行测量。

优选地，该装置还包括：半导体制冷器，用于分别承载所述样品盒，并对所述样品盒进行加热。

优选地，该装置还包括：承载平台，用于承载所述半导体制冷器。

优选地，该装置还包括：脉冲激光器，用于产生所述高峰值功率激光。

优选地，该装置还包括：处理器，用于根据所述能量计检测的能量值确定所述待测光学元件的挥发性。

另一方面，本发明提供了一种光学污染物筛查方法，所述方法应用上述任意一种所述的装置，包括：

通光窗口的样品盒内设有待测激光器内部构成材料，通过半导体制冷器将所述样品盒加热，使所述样品盒模拟待测激光器内部构成材料在激光器高温工作状态下所处的环境状态；