一种激光损伤阈值测量装置制造方法及图纸

本申请公开一种激光损伤阈值测量装置。包括：光源，其发出的激光被第一分束镜分为反射光路及透射光路，反射光路为泵浦光束，透射光路为探测光束，探测光束经第二凸透镜后会聚照射到待测样品，经第三凸透镜会聚至第三能量探头，泵浦光束经能量衰减器入射至第二分束镜，被第二分束镜反射的泵浦光束经第一凸透镜会聚后入射至待测样品，泵浦光束穿透待测样品后被第二凸透镜会聚至第二能量探头；透过第二分束镜的光束作为泵浦光束的监测光束，监测光束入射至第一能量探头；通过第二能量探头采集的泵浦光束能量以及第一能量探头采集的能量比值，得到作用在待测样品上的泵浦光束与其监测光束间比值关系。这样能准确确定待测样品的损伤阈值。伤阈值。伤阈值。

【技术实现步骤摘要】
一种激光损伤阈值测量装置


[0001]本申请属于测量仪器设备领域，具体涉及的一种准确测量用于测量材料的激光损伤阈值的装置。

技术介绍

[0002]激光限幅器是一种被动激光保护装置，是非线性光学的一个重要应用。理想的光限幅材料对低强度入射光具有较高的线性透过率,当入射光强度增加时,非线性效应减弱，透过率随之降低，激光被限制在一定的限制能量E
on
下，其中E
on
被定义为光限幅阈值，为透过率为线性透过率50％时，所对应的入射光能量通量。光限幅实验样品固定在透镜焦点附近，测量时连续调节激光器的功率，由探测器监测输入和输出能量，最后绘制出输入与输出能量的关系曲线，得到光限幅曲线。
[0003]高强功率的激光对一些元件及观测者会造成不可逆的伤害，利用非线性光学效应制成的光限幅器能够起到一个很好的激光防护作用，因此对于光限幅材料的研究也一直是个热门方向。
[0004]激光损伤阈值(laser
‑
induced damage threshold)指的是光学元件所能承受的最大能量密度或功率密度。一旦超过这个临界值，将对材料造成损伤。而光限幅光路系统只能将光学薄膜的损伤阈值确定在一个大致的范围内，并不能精确地测量光学薄膜的损伤阈值。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺点，本申请在光限幅技术的基础上进行改进，提出一种能精确测量用于测量材料的激光损伤阈值的测量装置。
[0006]为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]一种激光损伤阈值的测量装置，其包括：
[0008]激光光源，其发出的激光被第一分束镜分为反射光路及透射光路，其中，反射光路为泵浦光束，透射光路为探测光束，
[0009]所述探测光束经第二凸透镜后会聚照射到待测样品上，经第三凸透镜会聚至第三能量探头，
[0010]所述泵浦光束经过能量衰减器后入射至第二分束镜，
[0011]被第二分束镜反射的泵浦光束经过第一凸透镜会聚后入射至待测样品，泵浦光束穿透待测样品后被第二凸透镜会聚至第二能量探头；
[0012]透过第二分束镜的光束作为泵浦光束的监测光束，监测光束入射至第一能量探头；
[0013]通过第二能量探头采集的泵浦光束能量以及第一能量探头采集的监测光束能量比值。这样得到作用在待测样品上的泵浦光束与其监测光束之间比值关系。测量装置实现了对用于测量材料的激光损伤阈值的精确测量。
[0014]在一实施方式中，该激光损伤阈值的测量装置还包括：扩束准直模组，其配置于激光光源的前方侧，用于将激光光源发出的激光准直后传输至第一分束镜。
[0015]在一实施方式中，该激光损伤阈值的测量装置还包括：
[0016]所述第一能量探头、第二能量探头及第三能量探头分别连接至数据处理模块。
[0017]在一实施方式中，该激光损伤阈值的测量装置，还包括：
[0018]测量时所述探测光束的光程小于泵浦光束的光程，探测光束通过第二凸透镜会聚到待测样品上，且在待测样品被损伤之前，探测光束的透射率保持不变，当样品被损伤后，探测光束的能量发生突变，以确定样品的损伤阈值。
[0019]在一实施方式中，该激光损伤阈值的测量装置，还包括：
[0020]探测光束上设置的第一反射镜、第二反射镜，泵浦光束上设置的第三反射镜；通过调整所述第一反射镜及第二反射镜的位姿，以及调制第三反射镜的位姿分别使得探测光束和泵浦光束分别入射至待测样品。
[0021]在一实施方式中，该探测光束落在待测样品的第一光斑尺寸小于泵浦光束落在待测样品的第二光斑尺寸。以确保能够探测到待测样品的损伤变化。
[0022]在一实施方式中，该探测光束落在待测样品的第一光斑与泵浦光束落在待测样品的第二光斑部分重叠。
[0023]有益效果
[0024]与现有技术相比，本申请提出的测量装置实现了对用于测量材料的激光损伤阈值的精确测量。该装置中利用探测光束的光程比泵浦光束的短，先通过透镜聚焦到样品上，起探测作用，在样品被损伤之前，探测光束的透射率保持不变，为直线，当样品被永久损伤后，探测光束的能量会突然发生变化，从而能准确确定样品的损伤阈值。在样品表面，探测光束和泵浦光束在样品上重合，探测光束的光斑尺寸要小于泵浦光束的光斑尺寸，确保探测区域能够探测到样品的损伤变化。探测光束能量发生突然发生变化的位置即为材料的损伤阈值。
[0025]同其他测量技术相比，具有以下优点：
[0026]可实时且精确地获得材料的激光损伤阈值，无需激光作用后再去确定材料有没有被损伤，大大提高了测量相关参数的灵敏度及精确度。测量装置结构简单，操作方便，现象直观、明显；且可以避免材料自身的非线性效应对测量的影响。
附图说明
[0027]附图用来提供对本公开技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本申请内容。
[0028]图1为实施例一中用于测量材料的激光损伤阈值的测量装置结构示意图；
[0029]图2为实施例二中用于测量材料的激光损伤阈值的测量装置结构示意图；
[0030]图3为ZnSe材料在激光作用下第一个点的输出能量与输入能量的关系图；
[0031]图4为ZnSe材料在激光作用下第二个点的输出能量与输入能量的关系图；
[0032]图5为ZnSe材料在激光作用下第三点的输出能量与输入能量的关系图；
[0033]其中：1
‑
激光光源，2
‑
扩束准直模组，3
‑
第一分束镜，4
‑
能量衰减器，5
‑
第二分束
镜，6
‑
第一能量探头，7
‑
第三反射镜，8
‑
第一凸透镜，9
‑
待测样品，10
‑
第二凸透镜，11
‑
第二能量探头，12
‑
第一反射镜，13
‑
第二反射镜，14
‑
第二凸透镜，15
‑
第三凸透镜，16
‑
第三能量探头，17
‑
数据处理模块。
具体实施方式
[0034]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。
[0035]除非另外定义，本公开实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光损伤阈值测量装置，其特征在于，包括：激光光源，其发出的激光被第一分束镜分为反射光路及透射光路，其中，反射光路为泵浦光束，透射光路为探测光束，所述探测光束经第二凸透镜后会聚照射到待测样品上，经第三凸透镜会聚至第三能量探头，所述泵浦光束经过能量衰减器后入射至第二分束镜，被第二分束镜反射的泵浦光束经过第一凸透镜会聚后入射至待测样品，泵浦光束穿透待测样品后被第二凸透镜会聚至第二能量探头；透过第二分束镜的光束作为泵浦光束的监测光束，监测光束入射至第一能量探头；通过第二能量探头采集的泵浦光束能量以及第一能量探头采集的监测光束能量比值，得到作用在待测样品上的泵浦光束与其监测光束之间比值关系。2.如权利要求1所述的激光损伤阈值测量装置，其特征在于，还包括：扩束准直模组，其配置于激光光源的前方侧，用于将激光光源发出的激光准直后传输至第一分束镜。3.如权利要求1所述的激光损伤阈值测量装置，其特征在于，还包括：所述第一能量探头、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊义，宋瑛林，杨勇，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：