[發(fā)明專利]光學(xué)濾光片高精度透過率的測試系統(tǒng)及測試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510941431.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN105588708A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢蕓生;呂揚(yáng);邱亞峰;顧燕;郭一亮;劉健;王巖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微光技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種光學(xué)濾光片高精度透過率的測試系統(tǒng)及測試 方法。

背景技術(shù)

透過率是評(píng)價(jià)光學(xué)濾光片高精度特性的主要參數(shù)。如何精確地測定濾光片的光譜透 過率，直接關(guān)系著濾光片的制備及其性能檢測，也在一定程度上給日盲紫外探測器件的 實(shí)用性提供了指導(dǎo)。若濾光片的光學(xué)常數(shù)較高，則經(jīng)濾光片衰減過后的光信號(hào)是極其微 弱的。

目前，國內(nèi)對(duì)光學(xué)常數(shù)大于10的濾光片透過率測試沒有相關(guān)的報(bào)道，更沒有提及 其透過率的檢測技術(shù)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)濾光片高精度透過率的測試系統(tǒng)及測試方法，用于 測試光學(xué)濾光片透過率，其可探測出濾光片OD值為12的透過率。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種光學(xué)濾光片高精度透過率的測試系統(tǒng)，包 括激光泵浦寬帶光源、光調(diào)制器、雙級(jí)聯(lián)單色儀系統(tǒng)、光準(zhǔn)直系統(tǒng)、測試暗箱、紫外可 見光電倍增管、高壓電源模塊、光電信號(hào)處理模塊、鎖相放大器和工控計(jì)算機(jī)，所述紫 外可見光電倍增管和被測濾光片均設(shè)置在測試暗箱內(nèi)，且被測濾光片位于光準(zhǔn)直系統(tǒng)和 紫外可見光電倍增管之間，所述雙級(jí)聯(lián)單色儀系統(tǒng)入光口和出光口的兩個(gè)濾光片輪分別 裝有200nm和350nm高通濾光片；

激光泵浦寬帶光源產(chǎn)生白光經(jīng)光調(diào)制器調(diào)制成具有設(shè)定頻率的光信號(hào)，經(jīng)雙級(jí)聯(lián)單 色儀系統(tǒng)的光柵產(chǎn)生純凈的單色光，單色光入射至光準(zhǔn)直系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)平行、小束徑的 單色光，再入射至被測濾光片；經(jīng)被測濾光片衰減后的單色光入射至紫外可見光電倍增 管，在高壓電源模塊的作用下經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成放大的光電流信號(hào)；再在信號(hào)處理模塊中對(duì) 光電倍增管輸出的光電流信號(hào)進(jìn)行濾波放大地處理后送入鎖相放大器進(jìn)行相敏檢測得 到穩(wěn)定的電壓信號(hào)；工控計(jì)算機(jī)根據(jù)鎖相放大器得到的電壓信號(hào)值確定透過的光功率 值，與未經(jīng)濾光片衰減的光功率之比即為被測濾光片的透過率。

一種光學(xué)濾光片高精度透過率測試方法，包括以下步驟：

步驟1、光調(diào)制器將激光泵浦寬帶光源發(fā)出的光調(diào)制成設(shè)定頻率的光信號(hào)；

步驟2、雙級(jí)聯(lián)單色儀系統(tǒng)將調(diào)制的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成設(shè)定波長的單色光；

步驟3、單色儀輸出的單色光入射至光準(zhǔn)直系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)平行、小束徑的光，然后 照射被測濾光片；

步驟4、經(jīng)被測濾光片衰減后的單色光入射至紫外可見光電倍增管，在高壓電源模 塊的作用下經(jīng)光電轉(zhuǎn)換得到放大的光電流信號(hào)；

步驟5、信號(hào)處理模塊對(duì)光電倍增管輸出的光電流信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理，送入鎖 相放大器進(jìn)行相敏檢測得到穩(wěn)定的電信號(hào)值；

步驟6、根據(jù)步驟5得到的信號(hào)值確定光功率，計(jì)算濾光片的透過率。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

(1)本發(fā)明有效地抑制了環(huán)境中的背景光和雜散信號(hào)，篩選出與入射光信號(hào)頻率 相似的有效電信號(hào)，提高了信噪比；

(2)本發(fā)明首次提出了光學(xué)濾光片高精度透過率的具體測試方法和測試系統(tǒng)，其 極限探測OD值高達(dá)12，填補(bǔ)了國內(nèi)光學(xué)濾光片高精度透過率測試方法和技術(shù)的空白；

(3)本發(fā)明采用光調(diào)制器和鎖相放大器的工作模式，科學(xué)地給出了光學(xué)濾光片高 精度透過率的測試方法，提高了工作在“日盲區(qū)”紫外探測器件的實(shí)用性。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光學(xué)濾光片高精度透過率測試系統(tǒng)原理框圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施方式中濾波片樣品的透過率測試圖。

具體實(shí)施方式

對(duì)于濾光片而言，光譜透過率是其重要的性能參數(shù)之一，如何精確地測定濾光片的 光譜透過率，直接關(guān)系著濾光片的制備及其性能檢測，也在一定程度上給日盲紫外探測 器件的實(shí)用性提供了指導(dǎo)。為了更精確地探測出紫外可見光范圍內(nèi)高吸收濾光片的光譜 透過率，本發(fā)明提出了一種用于200～600nm光譜范圍內(nèi)的光學(xué)濾光片高精度透過率測 試系統(tǒng)及測試方法。