[發明專利]一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法

有效

• 申請號: 201110097943.7
• 申請日: 2011-04-19
• 公開（公告）號: CN102252828A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 李斌成;曲哲超;韓艷玲
• 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

1.一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于實現步驟如下：

(1)由與待測光學元件同波段的高反射鏡組成一個初始光學諧振腔，將探測激光束入射到初始光學諧振腔，記錄初始光學諧振腔輸出的光腔衰蕩信號，按單指數衰減函數擬合出探測激光束的衰蕩時間τ₀；所述的初始光學諧振腔有兩種實現方式，一種是由兩塊相同的平凹高反射鏡凹面相對垂直于光軸放置組成直型初始光學諧振腔，探測激光束從第一塊平凹高反射鏡中心沿光軸進入，垂直入射到第二塊平凹高反射鏡；另一種是由兩塊相同的平凹高反射鏡和一塊平面高反射鏡構成“V”型初始光學諧振腔，平面高反射鏡為入射腔鏡且傾斜于光軸放置，探測激光束沿光軸從該平面高反射鏡透射后垂直入射到垂直于光軸放置的第一塊平凹高反射鏡，探測激光束被第一塊平凹高反射鏡反射后按原路返回至平面高反射鏡，然后又被平面高反射鏡再次反射，反射光垂直入射到第二塊平凹雙波長高反射鏡；

(2)將待測光學元件插入初始光學諧振腔，構成測試光學諧振腔，然后將輻照激光束按使用角度并聚焦到待測光學元件表面探測激光束位置，改變輻照激光束能量密度或輻照時間或輻照脈沖次數，同時記錄測試光學諧振腔輸出的光腔衰蕩信號，按單指數衰減函數擬合出不同輻照激光束能量密度或輻照時間或總輻照脈沖次數下探測激光束的衰蕩時間τ(n)，其中n代表輻照激光束能量密度或輻照時間或輻照脈沖次數；所述測試光學諧振腔有兩種實現方式，第一種為與步驟(1)中的直型初始光學諧振腔相對應，保持第一塊平凹高反射鏡位置不動，在兩平凹高反射鏡之間加入待測光學元件，探測激光束透過第一塊平凹高反射鏡后入射到待測光學元件，入射角為待測光學元件使用角度，反射光垂直入射到第二塊平凹高反射鏡，構成折疊型測試光學諧振腔；第二種為與步驟(1)中的“V”型初始光學諧振腔相對應，在第二塊平凹高反射鏡和平面高反射鏡之間插入待測光學元件，探測激光束透過平面高反射鏡后，先后經過第一塊平凹高反射鏡和平面高反射鏡后，入射到待測光學元件，入射角為待測光學元使用角度，從待測光學元反射的探測激光束垂直入射到第二塊平凹高反射鏡，構成“Z”型測試光學諧振腔；

(3)由τ₀和τ(n)計算出不同輻照激光束能量密度或輻照時間或總輻照脈沖次數下待測光學元件的反射率R(n)，待測光學元件反射率實時變化量ΔR_n＝R₀-R(n)，其中R₀為n＝0即輻照激光束未開啟時待測光學元件反射率，所述待測光學元件的反射率計算公式為：R(n)＝exp(L₀/cτ₀-L₁/cτ(n))，其中L₀為初始光學諧振腔腔長，L₁為測試光學諧振腔腔長，c為光速。

2.根據權利要求1所述的一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于：所述的兩塊平凹高反射鏡、平面高反射鏡和待測光學元件在探測激光束輸出波長處反射率均大于98％。

3.根據權利要求1所述的一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于：所述光學諧振腔為穩定腔或共焦腔，光學諧振腔腔長L滿足0＜L＜2r，其中r為平凹高反射鏡凹面的曲率半徑。

4.根據權利要求1所述的一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于：所述探測激光束可以是連續光束或脈沖光束。

5.根據權利要求1所述的一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于：所述輻照激光束可以是連續光束或脈沖光束。

6.根據權利要求1所述的一種監測高反射光學元件在激光輻照下反射率實時變化的方法，其特征在于：所述待測光學元件可置于二維位移平臺上，通過移動二維位移平臺可以實現待測光學元件反射率變化的二維成像測試。