[发明专利]激光作用下液晶光栅器件衍射效率的测量装置及方法

说明书

一种激光作用下液晶光栅器件衍射效率的测量装置及方法，包括泵浦激光源、连续探测激光源、分束镜、光束质量分析仪、吸收池及计算机。泵浦激光源辐照液晶光栅器件时，连续探测激光源也同时辐照在器件上，由光束质量分析仪分别记录透过液晶光栅器件前后的连续探测激光功率密度的空间分布，并对得到的功率密度在空间分布上进行积分。定义激光功率密度在空间分布上的积分值为激光总功率，透过液晶光栅器件前后的探测激光束总功率之比为衍射效率。本发明可准确测量激光作用下液晶光栅器件的衍射效率变化，为液晶光栅器件在连续激光系统下的应用提供依据。该方法最重要的是要对由光束质量分析仪获得的激光功率密度分布图进行像素强度提取，利用像素强度表征激光功率密度的大小，激光总功率由对激光功率密度在空间分布上的积分获得。

技术领域

本发明涉及激光作用下液晶光栅器件性能的测试领域，具体涉及激光辐照下液晶光栅器件的衍射效率的测量装置及方法。

背景技术

液晶光栅器件是实现光束偏转技术的新型器件，因具有非机械式扫描、空间分辨率高、功耗低及优良的光电集成性和可编程性等优点而在激光雷达及光电对抗等领域有重要的应用前景。衍射效率是液晶光栅器件的重要参数之一，研究器件该参数在高功率激光作用下的变化是评价液晶光栅器件抗高功率激光损伤性能的指标之一。目前的研究中，对液晶光栅器件还未涉及高功率泵浦激光加载条件下其衍射效率的测量，还仅是对无泵浦激光加载条件下液晶光栅器件衍射效率的测量；另一方面，液晶光栅器件衍射效率的测量还大部分是基于光电探测器探测零级衍射光和入射光的强度等信号的技术方案来求衍射效率。需要指出的是，液晶光栅器件的透明导电层及液晶层的热吸收较强，使得较弱的测试光通过液晶光栅器件也会引起测试的光电信号在空间分布上的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单准确的方法来测量激光作用下液晶光栅器件的衍射效率，有效指导液晶光栅器件在高功率连续激光系统中的应用。

本发明的技术解决方案如下：

一种激光作用下液晶光栅器件衍射效率的测量装置，包括：连续探测激光器、分束镜、可供样品放置的样品台、泵浦激光器、吸收池和计算机，其特征在于，还包括第一光束质量分析仪和第二光束质量分析仪；所述计算机的输入端分别与所述第一光束质量分析仪的输出端和第二光束质量分析仪的输出端相连，待测液晶光栅器件夹持在所述样品台上；

所述的连续探测激光器输出的激光经所述分束镜后分成反射光束和透射光束，所述的反射光束由所述第一光束质量分析仪接收，所述的透射光束垂直辐照在所述待测液晶光栅器件表面，经所述待测液晶光栅器件透射后，由所述第二光束质量分析仪接收；所述的光束质量分析仪可测量激光功率的空间分布；

所述的泵浦激光器输出的激光以5-10°的入射角辐照在所述待测液晶光栅器件上，经所述待测液晶光栅器件透过后的激光束由所述吸收池接收；

所述连续探测激光器输出的激光辐照在所述待测液晶光栅器件表面的区域与所述泵浦激光器输出的激光辐照在所述待测液晶光栅器件表面的区域重合。

一种激光作用下液晶光栅器件衍射效率的测量方法，其特征在于，具体包含以下步骤：

①泵浦激光器和连续探测激光同时辐照样品，所述的第一光束质量分析仪和第二光束质量分析仪同步连续采集探测激光的空间分布图；

②对所述第一光束质量分析仪在t时刻测得光束功率密度的空间分布图进行像素强度提取，获取t时刻所述第一光束质量分析仪测得在(x,y)位置的功率密度大小E(x,y)，以此计算由所述第一光束质量分析仪接收的总功率P₁，公式如下：

③对所述第二光束质量分析仪在t时刻测得光束功率密度的空间分布图进行像素强度提取，获取t时刻所述第二光束分析仪测得在(x,y)位置的功率密度大小E(x,y)，以此计算由所述第二光束质量分析仪接收的总功率P₂，公式如下：