[发明专利]一种监测高反射光学元件在激光辐照下反射率实时变化的方法

摘要

一种监测高反射光学元件在激光辐照下反射率实时变化的方法，由与待测光学元件同波段的高反射镜组成一个初始光学谐振腔，将探测激光束入射到该光学谐振腔，记录探测激光束的衰荡时间τ0；将待测光学元件插入初始光学谐振腔，构成测试光学谐振腔。将辐照激光束聚焦到待测光学元件表面探测激光束位置，不断增加辐照激光能量密度或辐照时间或辐照脉冲次数，同时记录不同辐照激光能量密度或辐照时间或辐照脉冲次数下探测激光束衰荡时间τ(n)，从而可得在不同辐照激光能量密度或辐照时间或辐照脉冲次数情况下，待测高反射光学元件反射率实时变化情况。本发明简单，测量灵敏度高且实用性强。

主权项

一种监测高反射光学元件在激光辐照下反射率实时变化的方法，其特征在于实现步骤如下：(1)由与待测光学元件同波段的高反射镜组成一个初始光学谐振腔，将探测激光束入射到初始光学谐振腔，记录初始光学谐振腔输出的光腔衰荡信号，按单指数衰减函数拟合出探测激光束的衰荡时间τ0；所述的初始光学谐振腔有两种实现方式，一种是由两块相同的平凹高反射镜凹面相对垂直于光轴放置组成直型初始光学谐振腔，探测激光束从第一块平凹高反射镜中心沿光轴进入，垂直入射到第二块平凹高反射镜；另一种是由两块相同的平凹高反射镜和一块平面高反射镜构成“V”型初始光学谐振腔，平面高反射镜为入射腔镜且倾斜于光轴放置，探测激光束沿光轴从该平面高反射镜透射后垂直入射到垂直于光轴放置的第一块平凹高反射镜，探测激光束被第一块平凹高反射镜反射后按原路返回至平面高反射镜，然后又被平面高反射镜再次反射，反射光垂直入射到第二块平凹双波长高反射镜；(2)将待测光学元件插入初始光学谐振腔，构成测试光学谐振腔，然后将辐照激光束按使用角度并聚焦到待测光学元件表面探测激光束位置，改变辐照激光束能量密度或辐照时间或辐照脉冲次数，同时记录测试光学谐振腔输出的光腔衰荡信号，按单指数衰减函数拟合出不同辐照激光束能量密度或辐照时间或总辐照脉冲次数下探测激光束的衰荡时间τ(n)，其中n代表辐照激光束能量密度或辐照时间或辐照脉冲次数；所述测试光学谐振腔有两种实现方式，第一种为与步骤(1)中的直型初始光学谐振腔相对应，保持第一块平凹高反射镜位置不动，在两平凹高反射镜之间加入待测光学元件，探测激光束透过第一块平凹高反射镜后入射到待测光学元件，入射角为待测光学元件使用角度，反射光垂直入射到第二块平凹高反射镜，构成折叠型测试光学谐振腔；第二种为与步骤(1)中的“V”型初始光学谐振腔相对应，在第二块平凹高反射镜和平面高反射镜之间插入待测光学元件，探测激光束透过平面高反射镜后，先后经过第一块平凹高反射镜和平面高反射镜后，入射到待测光学元件，入射角为待测光学元使用角度，从待测光学元反射的探测激光束垂直入射到第二块平凹高反射镜，构成“Z”型测试光学谐振腔；(3)由τ0和τ(n)计算出不同辐照激光束能量密度或辐照时间或总辐照脉冲次数下待测光学元件的反射率R(n)，待测光学元件反射率实时变化量ΔRn＝R0 R(n)，其中R0为n＝0即辐照激光束未开启时待测光学元件反射率，所述待测光学元件的反射率计算公式为：R(n)＝exp(L0/cτ0 L1/cτ(n))，其中L0为初始光学谐振腔腔长，L1为测试光学谐振腔腔长，c为光速。