[發(fā)明專利]一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010623885.2
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102175427A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 李斌成
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉;賈玉忠

1.一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于步驟如下：

(1)將一聚焦的深紫外重復脈沖激光束，重復頻率不低于10Hz，即加熱激光光束照射到一放置在絕熱樣品室內(nèi)的深紫外光學元件表面中心位置附近，深紫外光學元件因吸收加熱激光束能量導致溫度上升，同時深紫外光學元件產(chǎn)生表面熱變形并在內(nèi)部產(chǎn)生折射率梯度，并產(chǎn)生熒光發(fā)光；

(2)采用溫度測量元件直接接觸深紫外光學元件表面測量深紫外光學元件溫度變化，記錄加熱激光光束照射前、照射過程中、以及照射后即冷卻過程深紫外光學元件的溫度變化信號ΔT(t)，采用光學元件吸收損耗測試方法的國際標準ISO11551激光量熱技術中推薦的步驟處理溫度變化數(shù)據(jù)，所述溫度變化信號ΔT(t)得到深紫外光學元件的吸收損耗絕對值α₀；

(3)同時使用功率在毫瓦或亞毫瓦量級的連續(xù)激光束，即探測激光光束入射到深紫外光學元件被加熱激光光束照射的相同表面區(qū)域，用一小孔光闌和光電探測器組合測量從深紫外光學元件表面反射的探測激光光束的最大中心光強變化ΔI₀以及照射前探測激光光束的中心光強直流值I₀，得到加熱激光光束照射過程中探測激光光束中心光強的最大相對變化ΔS₀＝ΔI₀/I₀，稱為表面熱透鏡信號，并用步驟(2)中得到的吸收損耗絕對值α₀對表面熱透鏡信號ΔS₀進行定標，得到表面熱透鏡信號對應的吸收損耗值的標定系數(shù)C＝ΔS₀/α₀；記錄加熱激光光束照射過程中表面熱透鏡信號隨時間的實時變化曲線ΔS(t)＝ΔI(t)/I₀，ΔI(t)為探測激光光束的最大中心光強實時變化量，由此得到深紫外光學元件吸收損耗的實時變化曲線α(t)＝C×ΔS(t)；

(4)同時在絕熱樣品室內(nèi)使用熒光收集光學系統(tǒng)收集深紫外光學元件在深紫外加熱激光光束照射時產(chǎn)生的熒光，通過耦合光纖耦合進入光譜測量儀器測量深紫外光學元件產(chǎn)生的熒光強度及其光譜分布；記錄加熱激光光束照射過程中熒光信號隨時間的實時變化曲線ΔF(t)，由此得到深紫外光學元件熒光強度及光譜分別布的實時變化情況。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述步驟(2)中的數(shù)據(jù)處理方法為：根據(jù)國際標準ISO11551中推薦的溫度變化數(shù)學模型擬合加熱激光光束照射前、照射過程中、以及照射后(即冷卻過程)深紫外光學元件的溫度變化信號ΔT(t)得到吸收損耗絕對值。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述的加熱激光光束和探測激光光束的中心位置在被測深紫外光學元件表面重合，并且在被測深紫外光學元件表面位置探測激光光束的光斑尺寸是加熱激光光束的2倍以上。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述的小孔光闌和光電探測器組合中的小孔光闌位于光電探測器探測面之前，且小孔光闌的口徑小于加熱激光光束在被測深紫外光學元件表面位置的光斑尺寸。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述的探測激光光束相對于被測深紫外光學元件表面的入射角范圍為0-60度，并且在垂直入射時使用偏振分光技術分離入射和原光路反射的探測光光束。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述的步驟(3)中也可以通過測量透過被測深紫外光學元件的探測光光束的最大中心光強變化ΔI₀以及照射前探測激光光束的中心光強直流值I₀，再按步驟(3)所述的步驟記錄和標定ΔS₀＝ΔI₀/I₀，稱為透射式熱透鏡信號，得到被測深紫外光學元件吸收損耗的實時變化曲線。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種深紫外光學元件穩(wěn)定性的綜合測試方法，其特征在于：所述的步驟(3)中也可以通過采用位置敏感光電探測器測量透過深紫外光學元件的聚焦探測光光束由于內(nèi)部折射率梯度引起的光束方向變化量再按步驟(3)所述的步驟記錄和標定其對應的電流或電壓信號ΔS₀，稱為光熱信號，得到深紫外光學元件吸收損耗的實時變化曲線。