[發明專利]半球形光學元件透射率及其均勻性的測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201710558206.X
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107402195B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 邵建達;劉世杰;王圣浩;王微微;周游;徐天柱;倪開灶;魯棋;李靈巧;白云波
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 31317 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張寧展<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種半球形光學元件透射率及均勻性的測量裝置，其特征在于，包括超連續譜激光器(1)、單色器(2)、光學衰減器(3)、分束器(4)、參考光探測器(5)、光闌(6)、多維機械調整架(7)、步進電機控制器(9)、測試光探測器(10)、數據采集器(11)和計算機(12)；

沿所述的超連續譜激光器(1)的光束出射方向依次放置所述的單色器(2)、光學衰減器(3)和分束器(4)，該分束器(4)將入射光束分為反射光束和透射光束，該反射光束作為參考光束，在該參考光束傳播方向是所述的參考光探測器(5)，所述的透射光束作為測試光束，在該測試光束傳播方向依次是光闌(6)和待測半球形光學元件(8)，該待測半球形光學元件(8)固定在所述的多維機械調整架(7)上，所述的步進電機控制器(9)分別與所述的多維機械調整架(7)和計算機(12)相連，所述的測試光束經待測半球形光學元件(8)后被所述的測試光探測器(10)接收，該測試光探測器(10)的輸出端與所述的數據采集器(11)的第一輸入端相連，所述的參考光探測器(5)的輸出端與所述數據采集器(11)的第二輸入端相連，所述的數據采集器(11)的輸出端與所述的計算機(12)的輸入端相連；

所述的多維機械調整架(7)包括光學精密位移臺(13)、光學精密旋轉臺(14)、光學精密位移臺(15)、光學精密位移臺(16)、光學精密升降臺(17)、光學精密旋轉臺(18)和三爪夾持架(19)；

所述的光學精密旋轉臺(14)固定在所述的光學精密位移臺(13)上，所述的光學精密位移臺(15)固定在所述的光學精密旋轉臺(14)上，所述的光學精密位移臺(16)固定在所述的光學精密位移臺(15)上，所述的光學精密升降臺(17)固定在所述的光學精密位移臺(16)上，所述的光學精密旋轉臺(18)固定在所述的光學精密升降臺(17)上，所述的三爪夾持架(19)固定在所述的光學精密旋轉臺(18)上。

2.利用權利要求1所述的半球形光學元件透射率及均勻性的測量裝置對半球形光學元件進行透射率及其均勻性的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

①不放置待測半球形光學元件(8)，使單色器(2)輸出測量所需波長的單色激光光束，通過數據采集器(11)采集測試光束和參考光束的光強信號，并計算測試光束光強和參考光束光強的比值，記為k₁；

②使單色器(2)輸出632.8nm的激光光束，在光學精密旋轉臺(14)上拆卸光學精密位移臺(15)，然后在光學精密旋轉臺(14)的中心安裝光學支桿，通過調節光學精密位移臺(13),使入射光線經過光學精密旋轉臺(14)的旋轉軸上；

③在光學精密旋轉臺(14)上安裝光學精密位移臺(15)，通過調節光學精密升降臺(17)使入射光線通過三爪夾持架(19)的中心位置處，然后在三爪夾持架(19)上安裝待測半球形光學元件(8)；

④通過反饋調節使待測半球形光學元件(8)的球心位于光學精密旋轉臺(14)的旋轉軸上；

⑤通過旋轉光學精密旋轉臺(14)使入射光線處于待測半球形光學元件(8)的第一圈處；

⑥用數據采集器(11)采集測試光束和參考光束的光強信號，并計算測試光束光強和參考光束光強的比值，記為則待測半球形光學元件(8)在該測量位置處的透射率T按照如下公式計算得到：

⑦在360°內按照一定的步長間斷旋轉光學精密旋轉臺(18)，并依次在各個掃描位置處重復步驟⑥，進而完成待測半球形光學元件(8)上第一圈的掃描測量；

⑧按照一定的角度旋轉光學精密旋轉臺(14)，使入射光線處于待測半球形光學元件(8)的第二圈，重復步驟⑦，即可完成待測半球形光學元件(8)上第二圈的掃描測量；

⑨重復步驟⑧，直到在待測半球形光學元件(8)上完成總共n圈的掃描；

⑩根據測得的數據，繪制待測半球形光學元件(8)全口徑內透射率的分布圖，并統計待測半球形光學元件(8)透射率均勻性的數值結果。

3.權利要求2所述的對半球形光學元件進行透射率及其均勻性的測量方法，其特征在于，待測半球形光學元件(8)上的第一圈、第二圈…第n圈依次均勻分布于從半球邊界到中心的位置處。