[發明專利]光學材料高溫透過率測試裝置

有效

• 申請號: 201310031722.9
• 申請日: 2013-01-12
• 公開（公告）號: CN103185707A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王雷;許榮國;辛舟;陰萬宏;謝毅
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第二0五研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學計量與測量領域中的光學材料透過率測試裝置，尤其涉及一種紅外波段光學材料高溫透過率測量裝置。

背景技術

透過率是光學材料最基本的光學性能參數之一，同時也是光學系統設計的基礎，無論是光學設計應用還是光學材料生產，都必須準確測量光學材料的透過率值。

由于光學系統一般工作在常溫條件，為此通常僅測量在室溫條件下光學材料的透過率。但在某些特殊應用領域，如導彈整流罩，由于飛行器的高速飛行，整流罩材料會在空氣動力學的作用下溫度迅速升高，迎流面的溫度甚至會達到幾百攝氏度。在溫度升高后，光學材料的透過率性能會發生顯著改變，對于紅外光學材料其改變尤為突出。隨著溫度的升高，材料的紅外透射性能明顯下降，以紅外鍺材料為例，在常溫條件下，中遠紅外波段的透過率可達到45％以上，而當材料的溫度僅升高到60℃后，透過率特性就明顯變差；若材料溫度進一步升高，如達到300℃后，對遠紅外波段的紅外光幾乎完全不透明，而中紅外波段的光透過率也下降到不足20％。

整流罩材料透過率的降低，使透過整流罩到達其內部光電武器系統的紅外光信號減弱，產生的后果就是導致光電武器系統的工作距離縮短，性能下降。若飛行器的速度進一步提高，窗口材料的溫度進一步提高，使窗口材料對某一波段的紅外光不透明，會導致其內部的光電系統徹底失盲，無法工作。因此，必須對光學材料的高溫透過率進行測量。

目前，紅外光學材料透過率一般使用紅外傅立葉變換分光光度計來進行測量。但是為了測量高溫條件下光學材料的透過率就必須有用于加熱樣品材料的加熱設備，而紅外傅立葉分光光度計不具有高溫加熱設備。另一方面，在高溫條件下，紅外光學材料自身也會變成一個紅外輻射源，也會向外輻射紅外光，這一部分紅外光與用于測量的紅外光疊加在一起，探測器無法區分這兩部分紅外信號，從而導致設備無法準確測量材料的透過率。因此紅外傅立葉變換分光光度計只能測量室溫條件下光學材料的透過率，不適合用于高溫條件下材料的透過率測量。

為了實現高溫條件下光學材料透過率測量，目前材料的生產方和用戶往往采用簡易的方法，即利用加熱爐將樣品加熱到某一溫度后，取出放置在空氣中，迅速放入光路中，測量當樣品放入光路后，信號的改變情況，計算透過率。由于樣品在離開加熱設備后溫度會迅速降低，因而測量結果不能反映真實溫度下材料的透過率特性，只能獲得定性的測量測量結果，無法實現溫度700℃光學材料高溫透過率的定量測量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，根據透過率的測量原理，提供一種紅外光學材料高溫透過率測量裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的紅外光學材料高溫透過率測量裝置包括紅外光源系統、平面反射鏡組一、精密溫控爐，平面反射鏡組二、聚焦反射鏡，含有紅外探測器、前置放大器、鎖相放大器和控制器的光電探測處理系統，以及內置了透過率測量軟件包的計算機；

所述紅外光源系統含有紅外光源、準直鏡、斬波器和濾光片組，濾光片組包括一組中心波長不同的窄帶濾光片；

所述精密溫控爐左側壁開有兩個入射孔，右側壁開有與兩個入射孔一一對稱的兩個出射孔，兩根剛玉管貫穿精密溫控爐的爐腔且兩端頭分別由相應的入射孔和出射孔中伸出，其中一支剛玉管用于放置樣品；

所述平面反射鏡組一與所述平面反射鏡組二具有相同的結構，都含有電控平移臺和表面相互平行的兩個平面反射鏡，兩平面反射鏡固連在于其對應的電控平移臺上且與水平方向成45°夾角；

所述紅外光源發出的紅外光經準直鏡準直成為與水平方向平行的平行光，該平行光由斬波器調制成交變的紅外光束，該紅外光束經相應的窄帶濾光片變為單色紅外光，當平面反射鏡組一移入測量光路，而平面反射鏡組二位于測量光路之外時，單色紅外光經平面反射鏡組一反射進入一支剛玉管，由該剛玉管出射的單色紅外光直接由聚焦反射鏡聚焦到紅外探測器的靶面上；

當所述平面反射鏡組一移出測量光路，而所述平面反射鏡組二移入測量光路時，單色紅外光直接進入另一支剛玉管，由該剛玉管出射的單色紅外光經平面反射鏡組二反射后由聚焦反射鏡聚焦到紅外探測器的靶面上；紅外探測器將光信號轉換為電信號，該電信號經前置放大器放大后，再經過鎖相放大器對相應頻率的信號進行鎖定和放大后送入計算機；控制器在計算機的控制下驅動兩個電控平移臺進行相應的移動；