元件激光损伤阈值的测试方法技术

一种元件激光损伤阈值的测试方法，旨在提高元件的激光损伤测试效率；本发明专利技术以微透镜阵列取代传统透镜进行激光损伤测试，可运用于传统1

【技术实现步骤摘要】
元件激光损伤阈值的测试方法


[0001]本专利技术涉及光学元件，特别是一种元件激光损伤阈值的测试方法。

技术介绍

[0002]激光为能量密度较高的光，很多元件在激光系统中会受到激光的辐照，特别是激光光学元件。光学元件的损伤阈值是元件性能的关键指标。一般元件的阈值测试通常是利用普通透镜进行会聚，利用位移平台逐个点进行损伤测试。每个点需要逐一测量激光能量并观察激光损伤。通常对光学元件的阈值测试需要大量的人力及时间，特别是元件面积大或者需要测量多脉冲激光损伤阈值时，需要数个小时甚至几天的时间。
[0003]该方法可大幅度缩测试周期，特别是多脉冲激光测试及寿命测试。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的问题是激光元件的损伤阈值测试效率。提供一种元件激光损伤阈值的测试方法，该方法可用于传统1
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1激光损伤测试，也可用于S
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1激光损伤测试。可以通过一次激光脉冲快速获得待测元件的激光损伤阈值。
[0005]本专利技术的技术解决方案如下：
[0006]一种元件激光损伤阈值的测试方法，其特点在于，包括以下步骤：
[0007]1)搭建元件激光损伤测试的光路，包括激光器、快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列、元件、CCD、示波器、能量计和光束质量分析仪，所述的激光器输出的激光光束依次通过所述的快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列，最终射到所述的元件表面，所述的微透镜阵列面与所述的激光光束垂直，所述的示波器用于对激光脉宽进行测试，所述的能量计用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光能量，所述的光束质量分析仪用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光有效面积，所述的快门用于控制测试激光损伤时激光光束的通过，所述的半波片和偏振片用于控制测试中激光的能量，所述的CCD用于观察测试时所述的待测元件的损伤情况；
[0008]2)所述的微透镜阵列具有N圈微透镜，所述的激光光束通过所述的微透镜阵列在所述的待测元件上形成N圈激光辐照点，其中N为3以上的正整数，在距离中心同一个园圈上的辐照点的激光通量相同，通过调整半波片来调整所述的激光光束的激光能量，同时用所述的CCD用于观察测试时所述的待测元件的损伤情况，当最远离中心的一圈无激光损伤，最靠近中心的一圈到两圈的辐照点均发生激光损伤时，用所述的能量计测试通过微透镜阵列后不同光束的激光能量E，利用所述的光束质量分析仪测量通过微透镜阵列后不同光束的激光有效面积S，则激光通量为F＝E/S；
[0009]4)计算同一圈发生损伤的点数比上这一圈能量相等的所有点数为激光损伤概率P；
[0010]5)通过对不同距离会聚中心点的损伤概率进行线性拟合得到损伤概率与激光通量的关系，记为P＝aF+b，其中a、b通过拟合获得；所述的损伤阈值是损伤概率为0时的激光
通量。
[0011]该方法可用于传统1
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1激光损伤测试，也可用于S
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1激光损伤测试。
[0012]本专利技术的技术效果：
[0013]1、大幅度缩短元件激光损伤阈值的测试时间，提高测试效率。
[0014]2、在缩短测试时间的同时可以有效保证阈值测试的准确性。
附图说明
[0015]图1激光损伤阈值测试光路原理图
[0016]图2微透镜对激光光束的会聚示意图
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对专利技术作进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0018]先请参阅图1图2，图1激光损伤阈值测试光路原理图，图2微透镜对激光光束的会聚示意图，由图可见，本专利技术元件激光损伤阈值的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0019]1)搭建元件激光损伤测试的光路，包括激光器、快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列、元件、CCD、示波器、能量计和光束质量分析仪，所述的激光器输出的激光光束依次通过所述的快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列，最终射到所述的元件表面，所述的微透镜阵列面与所述的激光光束垂直，所述的示波器用于对激光脉宽进行测试，所述的能量计用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光能量，所述的光束质量分析仪用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光有效面积，所述的快门用于控制测试激光损伤时激光光束的通过，所述的半波片和偏振片用于控制测试中激光的能量，所述的CCD用于观察测试时所述的待测元件的损伤情况；
[0020]2)所述的微透镜阵列具有N圈微透镜，所述的激光光束通过所述的微透镜阵列在所述的待测元件上形成N圈激光辐照点，激光经过微透镜会聚到待测元件上的示意图如图2，图2左为微透镜阵列上的激光光斑，图2右为会聚到待测元件上的激光光斑，其中N＝3，在距离中心同一个园圈上的辐照点的激光通量相同，通过调整半波片来调整所述的激光光束的激光能量，同时用所述的CCD用于观察测试时所述的待测元件的损伤情况，当最远离中心的一圈无激光损伤，最靠近中心的一圈到两圈的辐照点均发生激光损伤时，用所述的能量计测试通过微透镜阵列后不同光束的激光能量E，利用所述的光束质量分析仪测量通过微透镜阵列后不同光束的激光有效面积S，则激光通量为F＝E/S；
[0021]4)计算同一圈发生损伤的点数比上这一圈能量相等的所有点数为激光损伤概率P；
[0022]5)通过对不同距离会聚中心点的损伤概率进行线性拟合得到损伤概率与激光通量的关系，记为P＝aF+b，其中a、b通过拟合获得；所述的损伤阈值是损伤概率为0时的激光通量。
[0023]实验表明，本专利技术可用于传统1
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1激光损伤测试，也可用于S
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1激光损伤测试。可以大幅度缩短元件激光损伤阈值的测试时间，提高测试效率，并保证阈值测试的准确性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件激光损伤阈值的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：1)搭建元件激光损伤测试的光路，包括激光器、快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列、元件、CCD、示波器、能量计和光束质量分析仪，所述的激光器输出的激光光束依次通过所述的快门、半波片、偏振镜、微透镜阵列，最终射到所述的元件表面，所述的微透镜阵列面与所述的激光光束垂直，所述的示波器用于对激光脉宽进行测试，所述的能量计用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光能量，所述的光束质量分析仪用于测试通过微透镜阵列后不同光束的激光有效面积，所述的快门用于控制测试激光损伤时激光光束的通过，所述的半波片和偏振片用于控制测试中激光的能量，所述的CCD用于观察测试时所述的待测元件的损伤情况；2)所述的微透镜阵列具有N圈微透镜，所述的激光光束通过所述的微透镜阵列在所述的待测元件上形成N圈激光辐照点，其中N为3以上的正整数，在距离中心同一个园圈上的辐照点的激光通量相同，通过调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胭脂，郭可升，陈瑞溢，张宇辉，朱晔新，朱美萍，张伟丽，王建国，孙建，易葵，邵建达，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：