【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到微纳尺度范围内非接触式温度测量，尤其是一种合束光栅内部温度光学测量方法。
技术介绍
1、基于光谱合束技术的高功率光纤激光具有电光转换效率高、光束质量好、结构紧凑等独特优势，在国防军事和基础研究领域有着重要应用。
2、合束光栅是光谱合束光纤激光光源的核心器件，其由基底材料、高反射膜和周期性微纳结构组成，能将不同波长、不同角度入射的各子束激光合成一束高功率激光输出。随着合束功率的提升，表层膜的内部温度会显著上升，使得光栅产生热形变进而导致合束后的光束质量变差，影响使用效果。
3、传统的温度测量方法只能测量光栅表面整体的温度分布情况，对于光栅表层膜内部不同空间处温度的测量则非常困难，而获得光栅表层膜内部温度分布及热传导特性对于揭示合束光栅在高功率辐照下的界面热传导时空演化机制有着重要意义，能为实现低温升合束光栅的制造提供技术支撑。
4、传统的温度计尺寸相对较大，需要与被测物体进行物理接触，这严重约束了温度检测的准确性和时效性，并限制了其在诸如纳米级结构等领域中的应用。
技术实现思路
1、针对光现有技术存在的技术问题，本专利技术提出一种新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，包括：
4、确定待测温的合束光栅的结构，所述合束光栅为层状结构，包括基底、反射膜层、光栅结构，所述反射膜层
5、确定合束光栅的第i个测温空间界面，i＝1,2，...n，n为合束光栅的测温空间界面总数；
6、通过对不同功率下光纤激光辐照下合束光栅的各测温空间界面处的温度进行标定，获得在不同功率光纤激光辐照下合束光栅的各测温空间界面处的温度，其中不同功率光纤激光辐照下合束光栅的第i个测温空间界面处的温度，通过以下步骤获得：
7、制作用于第i个测温空间界面温度标定的合束光栅，所述用于第i个测温空间界面温度标定的合束光栅设有一个对应合束光栅第i个测温空间界面的温度标定空间界面，在温度标定空间界面涂覆有稀土离子掺杂纳米感温材料，所述稀土离子掺杂纳米感温材料中包含具有一对符合玻尔兹曼分布的热耦合能级的稀土离子，能够用作测温耦合能级；
8、获取在不同功率下光纤激光辐照下，用于第i个测温空间界面温度标定的合束光栅辐射出的两个上转换荧光峰强度，基于两个上转换荧光峰强度的比值确定在不同功率光纤激光辐照下合束光栅的第i个测温空间界面处的温度。
9、与现有技术相比，本专利技术能够产生以下技术效果：
10、通过本专利技术描述的测量方法，即可实现光栅表层膜内部的温度值测量，获得合束光栅表面内部的温度场分布数据，可为后续合束光栅设计与制造打下坚实的理论和实验基础。
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1.一种新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，合束光栅的测温空间界面包括基底外表面、基底与反射膜层之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、光栅结构的外表面以及反射膜层的各层反射膜之间的任一界面。
3.根据权利要求1或2所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，所述稀土离子掺杂纳米感温材料包括Er3+离子、Tm3+离子。
4.根据权利要求3所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，基于两个上转换荧光峰强度的比值确定在不同功率光纤激光辐照下合束光栅的第i个测温空间界面处的温度，方法如下：
5.一种评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：包括：
6.根据权利要求5所述的评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：第i个待测温空间界面为基底外表面、基底与反射膜层之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面以及光栅结构
7.根据权利要求5或6所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，所述稀土离子掺杂纳米感温材料包括Er3+离子、Tm3+离子。
8.一种评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：包括：
9.根据权利要求7所述的评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：第i个待测温空间界面为基底外表面、基底与反射膜层之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面以及光栅结构的外表面中的任一界面或者反射膜层的各层反射膜之间的任一界面。
10.根据权利要求8或9所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，所述稀土离子掺杂纳米感温材料包括Er3+离子、Tm3+离子。
...【技术特征摘要】
1.一种新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，合束光栅的测温空间界面包括基底外表面、基底与反射膜层之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、反射膜层与光栅结构之间的界面、光栅结构的外表面以及反射膜层的各层反射膜之间的任一界面。
3.根据权利要求1或2所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，所述稀土离子掺杂纳米感温材料包括er3+离子、tm3+离子。
4.根据权利要求3所述的新型光学方法测量合束光栅表层膜内部温度，其特征在于，基于两个上转换荧光峰强度的比值确定在不同功率光纤激光辐照下合束光栅的第i个测温空间界面处的温度，方法如下：
5.一种评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：包括：
6.根据权利要求5所述的评估合束光栅的内部温度光学测量准确度的方法，其特征在于：第...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩凯，袁茂辉，郭鑫，崔文达，宋长青，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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