精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片透過(guò)率的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片 透過(guò)率的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)鏡片透過(guò)率是對(duì)光學(xué)鏡片的福射光通量反映和成像質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參 考量，因此對(duì)其進(jìn)行的測(cè)量非常重要。
[0003] 對(duì)于光學(xué)鏡片透過(guò)率的測(cè)量人們做過(guò)大量的研究，也取得了一定的進(jìn)展。過(guò)去多 采用傳統(tǒng)的單通道測(cè)量法，即光束通過(guò)被測(cè)鏡片得到的光通量與光束未通過(guò)被測(cè)鏡片得到 的光通量的比值。單通道測(cè)試法裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，但其最大缺點(diǎn)在于此法會(huì)由于光 源本身功率波動(dòng)造成前后兩次測(cè)試的福射光通量抖動(dòng)，從而引起整個(gè)測(cè)試的不準(zhǔn)確性。
[0004] 為了彌補(bǔ)單通道測(cè)試系統(tǒng)的不足，可用雙通道測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行透過(guò)率測(cè)試。一種 現(xiàn)有的測(cè)試方案為分光光度計(jì)法，運(yùn)種方法雖然可W精確的測(cè)量鏡片透過(guò)率，但其鏡片透 過(guò)率都是在低功率情況下測(cè)得的，而鏡片本身在高能強(qiáng)光照射狀態(tài)下的特性很可能發(fā)生變 化，所W低功率狀態(tài)下的測(cè)試無(wú)法說(shuō)明高功率情況。此外，利用分光光度計(jì)測(cè)量時(shí)，多對(duì)待 測(cè)鏡片的厚度有要求，且其對(duì)鏡片上的采光區(qū)域較小。
[0005] 另外一種現(xiàn)有的測(cè)試裝置如圖1所示，它可W利用透射光路和反射光路實(shí)現(xiàn)高功 率情況下鏡片透射率的測(cè)試。雖然運(yùn)種方法擬棄了光源本身穩(wěn)定性的影響，且可W在高能 狀態(tài)下測(cè)量，但如圖1可見(jiàn)，分光片有前后兩個(gè)表面，反射光中既有前表面反射光，又有后 表面反射光，由于二者光程不同，所W由襯底吸收等導(dǎo)致的功率變化趨勢(shì)也不盡相同，若不 區(qū)分對(duì)待，會(huì)給測(cè)試結(jié)果引入誤差。另外，待測(cè)鏡片放置的角度和位置變化時(shí)，會(huì)間接改變 激光入射角度和照射位置，從而其本身透過(guò)率會(huì)產(chǎn)生微小變化，因此，在對(duì)多片待測(cè)鏡片透 過(guò)率進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要校準(zhǔn)各片的位置和角度。
[0006] 另一方面，透射率的高低不僅受光學(xué)鏡片本身（內(nèi)部氣泡、污物等）的影響，鍛膜 鏡片上膜系均勻性的影響也十分明顯，而目前的透過(guò)率檢測(cè)多針對(duì)小口徑或用點(diǎn)光源來(lái)測(cè) 量，運(yùn)就很有可能在不同位置處測(cè)得的透過(guò)率出現(xiàn)明顯差異，因此對(duì)于大口徑光學(xué)鏡片不 能得到十分準(zhǔn)確的透過(guò)率，運(yùn)就需要測(cè)量鏡片的大口徑透射率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一）要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008] 本發(fā)明旨在有效地消除光源功率不穩(wěn)定、分光片前后表面反射、鍛膜鏡片膜系均 勻性等因素對(duì)光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量結(jié)果，W及測(cè)量結(jié)果重復(fù)性的影響。
[0009] (二）技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明提出一種光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置，包括激光光源、光束擴(kuò)束裝置、45°角 分光比50/50的鍛膜分光片、補(bǔ)償片、狹縫、第一功率計(jì)和第二功率計(jì)，其中，所述激光光源 用于產(chǎn)生高功率激光；所述光束擴(kuò)束裝置用于將激光光源發(fā)射的激光進(jìn)行整形和擴(kuò)束；所 述45°角分光比50/50的分光片用于接收光束擴(kuò)束裝置輸出的測(cè)試激光并將其分成透射 光和反射光，該分光片具有兩個(gè)相對(duì)的平行反射面，其中的一個(gè)反射面上具有鍛膜；所述補(bǔ) 償片置于所述分光片的具有鍛膜的一側(cè)，用于接收并透射分光片輸出的透射光和反射光中 的一個(gè)，W補(bǔ)償從鍛膜分光片輸出的激光的襯底吸收；所述狹縫用于對(duì)從所述分光片反射 的激光進(jìn)行約束，W便只允許從所述分光片的具有鍛膜的反射面反射的激光通過(guò)；所述第 一功率計(jì)用于探測(cè)通過(guò)所述狹縫的激光的功率；所述第二功率計(jì)用于探測(cè)從待測(cè)鏡片透射 的激光的功率。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置還包括鏡片校準(zhǔn)裝置，其 用于對(duì)待測(cè)鏡片進(jìn)行的位置和角度進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，待測(cè)鏡片校準(zhǔn)裝置包括激光標(biāo)示儀、小孔光闊和反 射鏡，其中，所述激光標(biāo)示儀輸出用于校準(zhǔn)的激光，該激光由待測(cè)鏡片反射后通過(guò)小孔光闊 入射到反射鏡，所述待測(cè)鏡片的位置及角度使該反射鏡反射的激光繼續(xù)通過(guò)該小孔光闊原 路返回，完成待測(cè)鏡片位置及角度校準(zhǔn)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置還包括密封盒，其用于對(duì) 所述光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置的光路和元件進(jìn)行密封。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置所述密封盒中充有保護(hù)氣 體。
[0015] 本發(fā)明還提出一種光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量方法，使用前述的光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝 置，并包括如下步驟：
[0016] S1、打開(kāi)所述激光光源，記錄此時(shí)第一功率計(jì)和第二功率計(jì)的讀數(shù)Pi和？2,得到功 率比值C= ?1化；
[0017] S2、將待測(cè)鏡片放入所述光學(xué)鏡片透過(guò)率測(cè)量裝置的透射光路中，利用待測(cè)鏡片 校準(zhǔn)裝置調(diào)整待測(cè)鏡片的位置和角度，讀取第一功率計(jì)和第二的讀數(shù)P/與P2';
[0018] S3、通過(guò)下列公式計(jì)算待測(cè)鏡片的透過(guò)率T:
[0019] T=P2'c/Pi'。
[0020] (S)有益效果
[0021] 本發(fā)明提出的一種精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片透過(guò)率的方法和裝置，對(duì) 光源穩(wěn)定性要求相對(duì)較低，對(duì)待測(cè)鏡片厚度無(wú)要求，可W消除分光片前后表面反射、光學(xué)鍛 膜鏡片膜系均勻性等對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，并且通過(guò)光束擴(kuò)束裝置可W實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)鏡片透過(guò) 率的大口徑測(cè)試。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是現(xiàn)有的利用分光片進(jìn)行光學(xué)鏡片透射率測(cè)試的方案圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明提出的精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片透過(guò)率的測(cè)試裝置的 第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖.
[0024]圖3是本發(fā)明提出的精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片透過(guò)率的測(cè)試裝置第 二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[00巧]本發(fā)明提出的精確測(cè)量高功率激光環(huán)境中光學(xué)鏡片透過(guò)率的裝置采用雙光路等 光程測(cè)量，包括激光光源、光束擴(kuò)束裝置、45°角分光比50/50的鍛膜分光片、補(bǔ)償片、待測(cè) 鏡片校準(zhǔn)裝置、狹縫、第一功率計(jì)和第二功率計(jì)。
[00%] 激光光源用于產(chǎn)生高功率激光。
[0027]光束擴(kuò)束裝置用于將激光光源發(fā)射的激光進(jìn)行整形和擴(kuò)束。所述的光束擴(kuò)束裝置 將光源激光變換擴(kuò)大，從而可W對(duì)待測(cè)鏡片進(jìn)行大口徑透過(guò)率測(cè)量。
[0028] 45°角分光比50/50的分光片用于接收光束擴(kuò)束裝置輸出的測(cè)試激光并將其分 成透射光和反射光。該分光片具有兩個(gè)相對(duì)的平行反射面，其中的一個(gè)反射面上具有鍛膜。 所述的45°角分光比50/50鍛膜分光片與激光光軸成45°角放置。
[0029] 補(bǔ)償片置于分光片的具有鍛膜的一側(cè)，用于接收并透射分光片輸出透射光和反射 光中的一個(gè)，W補(bǔ)償從鍛膜分光片輸出的激光的襯底吸收。所述補(bǔ)償片的材料、厚度與所述 45°角分光比50/50鍛膜分光片完全相同，且與激光光路也成45°角放置。
[0030] 狹縫用于對(duì)從所述分光片反射的激光進(jìn)行約束，W便只允許從所述分光片的具有 鍛膜的反射面反射的激光通過(guò)。
[0031] 第一功率計(jì)用于探測(cè)通過(guò)狹縫的激光的功率。
[0032] 第二功率計(jì)用于探測(cè)從待測(cè)鏡片透射的激光的功率。
[0033] 鏡片校準(zhǔn)裝置用于對(duì)待測(cè)鏡片進(jìn)行的位置和角度進(jìn)行校準(zhǔn)，W便保證多次測(cè)量時(shí) 待測(cè)鏡片放置位置、角度相同，消除待測(cè)鏡片放置不同引入的測(cè)量誤差。
[0034] 待測(cè)鏡片放置在鍛膜分光片的透射光的光路上。
[0035]待測(cè)鏡片校準(zhǔn)裝置的一種實(shí)施方式是包括激光標(biāo)示儀、小孔光闊和反射鏡。激光 標(biāo)示儀輸出用于校準(zhǔn)的激光，該激光由待測(cè)鏡片反射后通過(guò)小孔光闊入射到反射鏡，調(diào)整 待測(cè)鏡片位置及角度使反射鏡反射的激光繼續(xù)通過(guò)小孔光闊原路返回，完成待測(cè)鏡片位置 及角度校準(zhǔn)。
[0036] 激光光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)光束擴(kuò)束裝置后，入射到45°角分光比50/50鍛膜分光片 上，利用狹縫對(duì)反射激光進(jìn)行約束，只允許分光片鍛膜面的反射光通過(guò)，并入射到第一功率 計(jì)。透射過(guò)待測(cè)鏡片的激光輸出后最終入射到第二功率計(jì)。
[0037]優(yōu)選的，本發(fā)明的測(cè)量裝置還包括密封盒，密封盒用于上述各元件密封。密封盒內(nèi) 可充入成等保護(hù)氣體，W防止大氣環(huán)境等因素等對(duì)測(cè)試結(jié)果的帶來(lái)影響。
[0038] 待測(cè)鏡片透射率測(cè)量步驟為：
[0039] S1、打開(kāi)激光光源，記錄此時(shí)第一功率計(jì)和第二功率計(jì)的讀數(shù)Pi和P2,得到功率比 值C=P1/P2;
[0040] S2、將待測(cè)鏡片放入測(cè)量裝置的透射光路中，利用待測(cè)鏡片校準(zhǔn)裝置調(diào)整待測(cè)鏡 片的位置和角度，讀取第一功率計(jì)和第二的讀數(shù)P/與P2';
[0041] S3、通過(guò)下列公式計(jì)算待測(cè)鏡片的透過(guò)率T:
[0042]T=P/c/P/o
[0043] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對(duì)本