一种光学元件透射反射率测量仪制造技术

本发明专利技术提供了一种光学元件透射反射率测量仪，本发明专利技术采用斩光器对激光信号进行调制后经分光棱镜分为参考光和入射光，入射光照射光学元件产生透射光和反射光，光电二极管采集参考光、透射光和反射光信号并转换为电信号，电信号经过前置放大器放大后进入锁相放大器，锁相放大器输出与光强成正比的直流电压，透射光和反射光对应的直流电压与参考光对应的直流电压比对，得到光学元件的透射率和反射率。本发明专利技术通过设置光学标准片，对测量仪信号放大单元的放大倍数进行校正。本发明专利技术结构简单，使用方便，尤其适合在线测量较大尺寸光学元件的透射率和反射率。

Optical element transmission reflectivity measuring instrument

The present invention provides an optical transmission element reflectivity measuring instrument, the invention adopts the light chopper modulation of the laser signal after the prism as the reference light and incident light and incident light irradiation optical element to produce a transmitted light and reflected light, photodiode acquisition reference light, transmission light and the reflected light signal and conversion electrical signals into electrical signals, amplified by the preamplifier into the lock-in amplifier, DC voltage and the output light intensity is proportional to the lock-in amplifier, DC voltage on the transmission and reflection light corresponding to the DC voltage and the reference light corresponding to the optical element, transmittance and reflectance. The invention can adjust the magnification of the signal amplifying unit of the measuring instrument by setting the optical standard sheet. The invention has the advantages of simple structure and convenient use, and is especially suitable for measuring the transmittance and the reflectivity of the optical element with larger size on line.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于仪器科学领域，具体涉及一种光学元件透射反射率测量仪。
技术介绍
高功率激光在许多高新
中得到广泛应用，是当代各国竞相研究的重要领域。随着强激光技术的不断发展，特别是惯性约束核聚变系统的研制，光学系统各个单元器件所要求承受的功率密度越来越高。在高功率激光装置中，一个重要特点是众多大口径和高精密度光学元件的采用，如在激光放大和聚焦过程中所用到的放大和调制晶体等。这些光学元件的透过率和反射率极大地影响激光传输过程中的损耗和聚焦，比如反射率过高，就非常容易产生鬼光点，对装置中的其它元件造成损害。大型光学元件在使用中，绝大部分表面都经过镀膜处理，光学透过率和反射率也是评价光学元件镀膜质量的重要指标。高通量激光装置高通量运行时，如果光学元件表面留有任何污物，吸收激光后会发生爆炸性蒸发，导致玻璃或镀膜表面损伤，降低光学元件的损伤阈值，这要求光学元件具有很高的洁净度。光学元件的透过率也是衡量光学元件表面洁净度的一个重要指标。当前，测量光学元件的透射和反射率的主要仪器是分光光度计，这种仪器测量结果精确，且能够测量光学元件在某个波段的透过率。但是分光光度计一般采用光电倍增管加积分球的技术手段，光电倍增管需要在黑暗的环境中使用，造成这种仪器只能测量较小尺寸的光学元件的透过率，而不适合测量较大尺寸（迎光面积大于200×200mm）的光学元件，尤其不能实现在线测量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种光学元件透射反射率测量仪。本专利技术的光学元件透射反射率测量仪，包括激光器、斩光器、分光镜、光电二极管Ⅰ、光电二极管Ⅱ、光电二极管Ⅲ、前置放大器Ⅰ、前置放大器Ⅱ、前置放大器Ⅲ、锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ、锁相放大器Ⅲ、光学元件卡具、光学标准片和计算机；所述的激光器发出的连续激光经过斩光器调制成脉冲激光，调制后的脉冲激光经过分光镜分成能量相同的两束脉冲激光，一束脉冲激光被光电二极管Ⅰ接收并转换为电信号，电信号经过前置放大器Ⅰ放大和锁相放大器Ⅰ的再次放大后，直接传输到计算机；另一束脉冲激光直接照射在放置于光学元件卡具上的待测光学元件上，进而产生透射脉冲激光和反射脉冲激光，其中的反射脉冲激光被光电二极管Ⅱ接收并转换为电信号，前置放大器Ⅱ接收光电二极管Ⅱ产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经过锁相放大器Ⅱ后直接传递给计算机；透射脉冲激光被光电二极管Ⅲ接收并转化为电信号，前置放大器Ⅲ接收光电二极管Ⅲ产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经锁相放大器Ⅲ在再次放大后直接传递到计算机；所述的光学元件卡具用来装卡待测光学元件和光学标准片，光学标准片用于在测量待测光学元件之前对仪器各放大单元放大倍数的标定。所述的激光器产生的激光为连续光，且输出功率小于等于20毫瓦。所述的光电二极管Ⅰ、光电二极管Ⅱ和光电二极管Ⅲ的型号相同。所述的锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ和锁相放大器Ⅲ的型号相同。所述的光学标准片的反射率小于等于4%。本本专利技术的光学元件透射反射率测量仪的工作过程如下：a.锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ和锁相放大器Ⅲ上电；b.前置放大器Ⅰ、前置放大器Ⅱ和前置放大器Ⅲ上电；c.斩光器上电；d.开启计算机；e.将光学标准片放置在光学元件卡具上；f.开启激光器；g.根据光学标准片校正仪器，得到校正后的参考光、透射光和反射光三个通道放大单元的放大倍数A1，A2和A3。h.关闭激光器；i.取走光学标准片，放置待测光学元件；j.开启激光器；k.锁相放大器Ⅰ、锁相放大器Ⅱ和锁相放大器Ⅲ的输出直流电压分别为V1，V2和V3，计算待测光学元件的透射率为T=A1×V2/A2×V1，反射率R=A1×V3/A3×V1；l.关闭各个元件的电源。本专利技术的光学元件透射反射率测量仪通过设置透射反射率率标准片，对测量仪的放大倍数进行校正。本本专利技术的光学元件透射反射率测量仪具有结构简单，使用方便，适合测量较大尺寸光学元件的透射和反射率，因为光源部分和探测部分是分离的，因此可以在不使用光学元件卡具的情况下，实现在线测量，而不需要将光学元件下架。附图说明图1为本专利技术的光学元件透射反射率测量仪的原理结构示意图；图中，1.激光器2.斩光器3.分光镜4.光电二极管Ⅰ5.光电二极管Ⅱ6.光电二极管Ⅲ7.前置放大器Ⅰ8.前置放大器Ⅱ9.前置放大器Ⅲ10.锁相放大器Ⅰ11.锁相放大器Ⅱ12.锁相放大器Ⅲ13.光学元件卡具14.光学标准片15.计算机。具体实施方式下面结合附图和实施例具体说明本本专利技术。实施例1参见图1，本专利技术的光学元件透射反射率测量仪，包括激光器1、斩光器2、分光镜3、光电二极管Ⅰ4、光电二极管Ⅱ5、光电二极管Ⅲ6、前置放大器Ⅰ7、前置放大器Ⅱ8、前置放大器Ⅲ9、锁相放大器Ⅰ10、锁相放大器Ⅱ11、锁相放大器Ⅲ12、光学元件卡具13、光学标准片14和计算机15；所述的激光器1发出的连续激光经过斩光器2调制成脉冲激光，调制后的脉冲激光经过分光镜3分成能量相同的两束脉冲激光，一束脉冲激光被光电二极管Ⅰ4接收并转换为电信号，电信号经过前置放大器Ⅰ7放大和锁相放大器Ⅰ10的再次放大后，直接传输到计算机15；另一束脉冲激光直接照射在放置于光学元件卡具13上的待测光学元件上，进而产生透射脉冲激光和反射脉冲激光，其中的反射脉冲激光被光电二极管Ⅱ5接收并转换为电信号，前置放大器Ⅱ8接收光电二极管Ⅱ5产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经过锁相放大器Ⅱ11后直接传递给计算机15；透射脉冲激光被光电二极管Ⅲ6接收并转化为电信号，前置放大器Ⅲ9接收光电二极管Ⅲ6产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经锁相放大器Ⅲ12在再次放大后直接传递到计算机15。所述的光学元件卡具13用来装卡待测光学元件和光学标准片14，光学标准片14用于在测量待测光学元件之前对仪器各放大单元放大倍数的标定。所述的激光器1产生的激光为连续光，且输出功率小于等于20毫瓦。所述的光电二极管Ⅰ4、光电二极管Ⅱ5和光电二极管Ⅲ6的型号相同。所述的锁相放大器Ⅰ10、锁相放大器Ⅱ11和锁相放大器Ⅲ12的型号相同。所述的光学标准片14的反射率等于4%。将本专利技术的光学元件透射反射率测量仪放置在光学平台上，激光器采用输出波长为532nm的绿光激光器。依次给锁相放大器Ⅰ10、锁相放大器Ⅱ11、锁相放大器Ⅲ12、前置放大器Ⅰ7、前置放大器Ⅱ8、前置放大器Ⅲ9和斩光器上电后开启计算机；激光器工作并稳定后，根据光学标准片的透射和反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件透射反射率测量仪，其特征在于，包括激光器（1）、斩光器（2）、分光镜（3）、光电二极管Ⅰ（4）、光电二极管Ⅱ（5）、光电二极管Ⅲ（6）、前置放大器Ⅰ（7）、前置放大器Ⅱ（8）、前置放大器Ⅲ（9）、锁相放大器Ⅰ（10）、锁相放大器Ⅱ（11）、锁相放大器Ⅲ（12）、光学元件卡具（13）、光学标准片（14）和计算机（15）；所述的激光器（1）发出的连续激光经过斩光器（2）调制成脉冲激光，调制后的脉冲激光经过分光镜（3）分成能量相同的两束脉冲激光，一束脉冲激光被光电二极管Ⅰ（4）接收并转换为电信号，电信号经过前置放大器Ⅰ（7）放大和锁相放大器Ⅰ（10）的再次放大后，直接传输到计算机（15）；另一束脉冲激光直接照射在放置于光学元件卡具（13）上的待测光学元件上，进而产生透射脉冲激光和反射脉冲激光，其中的反射脉冲激光被光电二极管Ⅱ（5）接收并转换为电信号，前置放大器Ⅱ（8）接收光电二极管Ⅱ（5）产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经过锁相放大器Ⅱ（11）后直接传递给计算机（15）；透射脉冲激光被光电二极管Ⅲ（6）接收并转化为电信号，前置放大器Ⅲ（9）接收光电二极管Ⅲ（6）产生的电信号并进行放大，放大后的电信号经锁相放大器Ⅲ（12）在再次放大后直接传递到计算机（15）；所述的光学元件卡具（13）用来装卡待测光学元件和光学标准片（14），光学标准片（14）用于在测量待测光学元件之前对仪器各放大单元放大倍数的标定。...

【技术特征摘要】
1.一种光学元件透射反射率测量仪，其特征在于，包括激光器（1）、斩光器（2）、分光镜
（3）、光电二极管Ⅰ（4）、光电二极管Ⅱ（5）、光电二极管Ⅲ（6）、前置放大器Ⅰ（7）、前置放大器
Ⅱ（8）、前置放大器Ⅲ（9）、锁相放大器Ⅰ（10）、锁相放大器Ⅱ（11）、锁相放大器Ⅲ（12）、光学
元件卡具（13）、光学标准片（14）和计算机（15）；
所述的激光器（1）发出的连续激光经过斩光器（2）调制成脉冲激光，调制后的脉冲激光
经过分光镜（3）分成能量相同的两束脉冲激光，一束脉冲激光被光电二极管Ⅰ（4）接收并转
换为电信号，电信号经过前置放大器Ⅰ（7）放大和锁相放大器Ⅰ（10）的再次放大后，直接传输
到计算机（15）；
另一束脉冲激光直接照射在放置于光学元件卡具（13）上的待测光学元件上，进而产生
透射脉冲激光和反射脉冲激光，其中的反射脉冲激光被光电二极管Ⅱ（5）接收并转换为电
信号，前置放大器Ⅱ（8）接收光电二极管Ⅱ（5）产生的电信号并进行放大，放大后的电信号
经过锁相放大器Ⅱ（11）后直接传递给...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾宝申，吕海兵，苗心向，周国瑞，牛龙飞，刘昊，邹睿，李可欣，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51