[發明專利]一種光學元件透過率的測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201210524943.5
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103018012A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 周翊;宋興亮;范元媛;沙鵬飛;趙江山;李慧;鮑洋;張立佳;崔惠絨;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于激光測量技術領域，具體涉及一種光學元件透過率的測量方法及裝置，特別是用于大能量、高重頻紫外脈沖激光的光學鏡片透過率的測量方法及其裝置。

背景技術

光學元件透過率是指從光學元件出射的輻射光通量與投射到該光學元件的輻射光通量之比，它是光學元件能量傳輸的重要指標。由于光學元件透過率直接地反映了其輻射光通量的損耗與成像質量的好壞，所以對光學元件的透過率的測量是非常重要的。

目前常用的測量光學元件的激光透過率的方法是單通道測量法。如圖1所示，采用高穩定的固體激光光源，通過測量出射激光光路上同一位置放置待測光學元件前后的功率，由功率比值得到待測光學元件透過率。

然而，單通道測量法存在固有的缺點，例如：對于相對脈沖能量抖動σ＝±5％的193nm紫外準分子激光，設其平均能量為E_avg光學元件為透鏡，待測透鏡的真實透過率為T_real，則激光脈沖能量實時測量值可能是能量最小值E_avg+σ_min×E_avg到最大值E_avg+σ_max×E_avg之間的范圍內的某一個值。σ_min和σ_max為能量偏離平均值系數σ的最小值和最大值。使用該傳統的單通道測量法來對該待測透鏡的透過率進行測定。例如，在某一極端情況下，未加入待測透鏡時測得能量為0.95E_avg(或1.05E_avg，0.95E_avg是相對脈沖能量抖動σ_min＝-5％時σ_max＝5％的激光能量抖動的下限值E_avg+σ_min×E_avg，1.05E_avg是相對脈沖能量抖動時的激光的能量抖動的上限值E_avg+σ_max×E_avg)，加入待測透鏡時測得能量為1.05E_avg×T_real(或0.95E_avg×T_real)，將測量結果做比值運算，得到的透過率為1.105T_real(或0.905T_real)，即較真實透過率將有約10％的偏差，顯然不同次測量結果偏差很大，測量重復性無法保證，不滿足測量要求。另一方面，若已知待測透鏡的透過率大于1-|σ|，此時，加入待測透鏡前后光能量的變化可能會淹沒在激光能量抖動造成的光能量變化之中。可見，使用傳統的光學元件透過率測量方法將難以測定紫外脈沖激光下光學元件的透過率。

另一種測量光學元件透過率的方法是分光光度計法。該方法采用氫弧燈與鹵鎢燈光源，產生紫外到紅外的寬譜光線，通過單色器分光后得到特定波長光線，利用光線通過待測物前后光譜強度變化，得到待測物的光透過率。因此，雖然這種方法可以精確的測量光學元件透過率，但由于其光源為低功率的氫弧燈與鹵鎢燈，光學元件透過率都是在低功率情況下測得的，無法判別光學元件在大能量、高重頻激光脈沖的長時間輻照狀態下的透過率情況。為了解決紫外脈沖激光的光學元件透過率的測量難題，亟需開發一種新的光學元件透過率測量方法及裝置。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本專利擬解決在光源本身能量不穩定的情況下得出較為精確的透過率值的問題，設計合適的光路并優化測量條件，可以在大能量、高重頻條件下實現光學元件透過率的高精度測量。

(二)技術方案

本發明提出一種光學元件透過率測量方法，用于測量光學元件對于特定波長的激光光束的透過率，該方法包括如下步驟：將所述特定波長的激光光束進行分束，得到兩束激光，使之分別通過一個參考光路和一個測量光路；在測量光路上不放置所述光學元件，測量得到通過參考光路的激光光束的能量E₁，通過測量光路的激光能量為E₂；在測量光路上放置所述元學元件，測量得到通過參考光路的激光光束的能量E₁’，通過測量光路的激光能量為E₃；根據公式T＝E₁E₃/E₁’E₂計算該光學元件的透過率T。