【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光栅衍射效率与耐受测试，更具体地，涉及一种光栅衍射效率与耐受测试装置及方法。
技术介绍
1、光栅作为一种关键的光学元件，广泛应用于光谱分析、激光技术、光学信息处理等领域，光栅的主要功能是通过衍射作用，将入射光分解为不同波长的光谱成分，或者将不同方向的光束进行空间分离，光栅衍射效率是衡量光栅性能的重要指标，它表示光栅在衍射过程中，将入射光能转化为特定衍射级次光能的能力。另一方面，在高功率激光器中使用光栅，受限于光栅材质与制作过程产生的部分缺陷，容易导致光栅在使用过程中存在局部温度过高的现象。
2、专利申请号为cn202210253223.3的中国专利公开了一种光栅衍射效率测试装置及方法，其包括光源、测量头、移动组件以及样平台，所述样平台用于放置待测光栅，所述测量头安装于所述移动组件，所述移动组件用于带动所述测量头在所述待测光栅的平行平面线性移动，所述样平台至少具有第一位置和第二位置，所述第一位置和第二位置具有饶z向的相位差，所述z向垂直于所述待测光栅，所述测量头用于接收所述光源发出的光束并将该光束以设定角度照射至所述待测光栅，以及接收由所述待测光栅衍射返回的光束，本专利技术通过使测量头移动，即可实现对待测光栅的全幅面衍射效率测试，有效解决了现有测试装置扫描范围有限的问题。而且，该过程为测量头移动，无需待测光栅移动，移动灵活性好，避免了反复移动光栅导致的对位移台承重需求高、测试时间成本高、测试重复性和复现性差等问题，减少了测试过程中存在的安全隐患。
3、现有技术仍然存在一些问题，如：现有的光栅检
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种光栅衍射效率与耐受测试装置，通过偏振控制元件调谐激光的偏振态，再经分光设备分成一定能量比的两束激光，参考光和测试光，分别由第一光能量探测器和第二光能量探测器测得功率大小，根据测得的数据和光栅衍射模型计算出待测光栅的衍射效率；同时，该装置还设置有温度监测仪，所述温度监测仪能自动实时获取待测光栅表面的温度情况，因此通过调节激光器输出功率大小和可变焦镜组的焦距大小，可以测试光栅对不同功率密度光斑的耐受性能，从而实现对衍射效率与光栅耐受性能的同步测试。
2、按照本专利技术的第一方面，提供一种光栅衍射效率与耐受测试装置，包括：
3、用于发射激光光束的激光器；
4、测试模块，包括偏振控制元件、分光设备、可变焦镜组、三维平台以及待测光栅；
5、以及探测模块，其包括第一光能量探测器、第二光能量探测器、温度监测仪以及控制终端设备；
6、所述分光设备用于将所述激光器发射的激光分束为第一光束和第二光束，所述偏振控制元 件用于调谐激光光束的偏振态，所述可变焦镜组用于将所述第二光束沿第二光路聚焦入射至待测光栅表面，再由待测光栅衍射至第二光能量探测器，所述第一光束由分光设备直接沿第一光路反射至第一光能量探测器，通过所述第一光能量探测器和第二光能量探测器测得对应激光光束的功率大小，根据测得的数据和光栅衍射模型计算获得待测光栅的衍射效率，并通过所述温度监测仪自动实时获取待测光栅表面的温度情况，从而实现对衍射效率与光栅耐受性能的同步测试。
7、在本专利技术的一个实施例中，所述激光器出光光路上布置有偏振控制元件，所述偏振控制元件的出光光路上布置有分光设备，所述分光设备分束的第二光路上依次布置有可变焦镜组、三维平台以及待测光栅，所述第一光路上依次布置有第一光能量探测器、控制终端设备以及温度监测仪。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述激光器的波长调谐范围为1000-1100nm，功率范围设定为0-1000w。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述分光设备为分光镜，所述第一光束为所述分光设备产生的参考光，所述第二光束为所述分光设备产生的测试光，所述测试光经由待测光栅衍射，所形成的衍射光入射第二光能量探测器。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述控制终端设备与所述第一光能量探测器、第二光能量探测器、温度监测仪实现通信连接，从而实现数据的传输。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述三维平台设于所述待测光栅底部，通过旋转三维平台可调整待测光栅的入射角度。
12、在本专利技术的一个实施例中， 还包括设于待测光栅后的激光截止器，用于截止待测激光光束。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述温度监测仪设于所述待测光栅斜前方，所述温度监测仪为热像仪。
14、按照本专利技术的另一方面，提供一种光栅衍射效率与耐受测试方法，步骤包括：
15、s100：依次在光轴上放置激光器、偏振控制元件、分光设备、可变焦镜组、置于三维平台上的待测光栅、激光截止器，此外还需根据光路设计，在指定位置放置相应的光能量探测器、温度监测仪、控制终端设备，并将控制终端设备与两台光能量探测仪、温度监测仪完成通信连接；
16、s200：启动激光器，生成波长连续可调的窄线宽、偏振激光光束，通过偏振控制元件调谐激光的偏振态，再经由分光设备分成固定能量比的两束激光，第一光路上的激光为参考光，第二光路上的激光为测试光；
17、s300：第一光路的参考光入射第一光能量探测器，获取参考光功率大小；第二光路的测试光由可变焦镜组聚焦后，会入射到待测光栅表面，测试光经待测光栅衍射后入射到第二光能量探测器，获取衍射光的功率大小；
18、s400：启动温度监测仪，自动实时获取待测光栅表面的温度情况；
19、s500：开启控制终端设备，自动获取两台光能量探测器和温度监测仪的测试数据，从而计算出相应的待测光栅衍射效率，通过获取的温度监测仪的测试数据，分析待测光栅表面升温数据，得到待测光栅的耐受性能。
20、按照本专利技术的另一方面，所述待测光栅衍射效率公式为：
21、 ，
22、其中，x为分光设备对特定波长的分光取样率，为参考光功率，为可变焦镜组对测试光的对应透过率，为衍射光功率，为待测光栅衍射效率。
23、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
24、1.本专利技术的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，通过偏振控制元件调谐激光的偏振态，再经分光设备分成一定能量比的两束激光，参考光和测试光，分别由第一光能量探测器和第二光能量探测器测得功率大小，根据测得的数据和光栅衍射模型计算出待测光栅的衍射效率；同时，该装置还设置有温度监测仪，所述温度监测仪能自动实时获取待测光栅表面的温度情况，因此通过调节激光器输出功率大小和可变焦镜组的焦距大小，可以测试光栅对不同功率密度光斑的耐受性能，从而实现对衍射效率与光栅耐受性能的同步测试，进而使得作业人员能够更全面地了解光栅的性能表现，尤其是在不同工作环境和使用场景下的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述激光器（1）出光光路上布置有偏振控制元件（2），所述偏振控制元件（2）的出光光路上布置有分光设备（3），所述分光设备（3）分束的第二光路上依次布置有可变焦镜组（4）、三维平台（6）以及待测光栅（5），所述第一光路上依次布置有第一光能量探测器（8）、控制终端设备（11）以及温度监测仪（10）。
3.根据权利要求2所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述激光器（1）的波长调谐范围为1000-1100nm，功率范围设定为0-1000W。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述分光设备（3）为分光镜，所述第一光束为所述分光设备（3）产生的参考光，所述第二光束为所述分光设备（3）产生的测试光，所述测试光经由待测光栅衍射，所形成的衍射光入射第二光能量探测器（9）。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述控制终端设备
6.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述三维平台（6）设于所述待测光栅（5）底部，通过旋转三维平台可调整待测光栅的入射角度。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，还包括设于待测光栅（5）后的激光截止器（7），用于截止待测激光光束。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述温度监测仪（10）设于所述待测光栅（5）斜前方，所述温度监测仪为热像仪。
9.一种光栅衍射效率与耐受测试方法，应用如权利要求1-8所述的装置实现，其特征在于，步骤包括：
10.根据权利要求9所述的一种光栅衍射效率与耐受测试方法，其特征在于，所述待测光栅（5）衍射效率为：
...【技术特征摘要】
1.一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述激光器（1）出光光路上布置有偏振控制元件（2），所述偏振控制元件（2）的出光光路上布置有分光设备（3），所述分光设备（3）分束的第二光路上依次布置有可变焦镜组（4）、三维平台（6）以及待测光栅（5），所述第一光路上依次布置有第一光能量探测器（8）、控制终端设备（11）以及温度监测仪（10）。
3.根据权利要求2所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述激光器（1）的波长调谐范围为1000-1100nm，功率范围设定为0-1000w。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光栅衍射效率与耐受测试装置，其特征在于，所述分光设备（3）为分光镜，所述第一光束为所述分光设备（3）产生的参考光，所述第二光束为所述分光设备（3）产生的测试光，所述测试光经由待测光栅衍射，所形成的衍射光入射第二光能量探测器（9）。
5.根据权利要求1-3中...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，武春风，胡黎明，吕亮，唐仕旺，黄杨金，赵朋飞，李叶文，
申请(专利权)人：中国航天三江集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。