[發明專利]一種光學污染物篩查裝置及方法

在審

• 申請號: 201810933135.1
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN108982368A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 李久喜;金煜堅;季云飛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: G01N21/03
• 分類號: G01N21/03
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 于金平

本發明公開了一種光學污染物篩查裝置及方法，本發明通過將激光器內部所選用材料分別進行揮發物測試，判斷該材料是否對光學膜片安全。也就是說，本發明將可疑的污染物單獨測試，從而實現能夠準確的定位污染源。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，特別是涉及一種光學污染物篩查裝置及方法。

背景技術

目前大部分工程化應用的固體激光器采用金屬殼體作為框架結構。光學元件通過元件座安裝固定于激光器殼體內部，通過對激光晶體泵浦能量并精細調節諧振腔鏡及各個光學元件的相對位置，最終形成激光振蕩并輸出激光。

激光諧振腔的工作環境有較高的潔凈度要求，避免灰塵等雜質污染諧振腔內部光學元件，對激光振蕩產生損耗，影響激光輸出能量。為此激光器殼體需要采取一定的密封措施，將光學諧振腔與外部環境隔離。

在某些激光應用中，為了壓縮激光器輸出脈沖寬度和提高脈沖峰值功率需要采用調Q技術。此技術使泵浦光脈沖開始后相當長一段時間內有意降低諧振腔的Q值而不產生激光振蕩，工作物質內的粒子數反轉程度不斷通過光泵積累而增大；然后在某一特定時刻，突然快速增大諧振腔的Q值，使腔內迅速發生激光振蕩，積累到較高能級的反轉粒子數能量會集中在很短的時間間隔內快速釋放出來，從而可以獲得很窄的脈沖寬度和高峰值功率的激光輸出。

對于多數機載、車載或者手持等類型的高峰值功率脈沖激光器而言，要求激光器有較強的環境適應能力，能夠在-40℃～+65℃環境溫度下正常工作。

實踐中，上述類型的高峰值功率脈沖輸出激光器在實際應用中經常會出現輸出能量下降，光學膜片損傷、光束質量下降的情況。分析此情況出現的原因主要是激光器內部固化膠、軟性導熱材料等存在易產生揮發的污染物，揮發物在高峰值功率激光的作用下產生碳化并附著在光學元件表面上，引起諧振腔內激光振蕩損耗增大，導致激光輸出能量下降，光束質量下降。而且高溫環境會加速污染物的揮發，導致激光器的工作壽命縮短。

如果消除密封的激光器殼體內的污染源，則可以解決光學膜片損傷導致的激光器輸出能量下降、工作壽命縮短等上述問題。激光器殼體內部由多種材料構成，包括銅、鋁等金屬材料和導熱膏、固化膠等多種化工非金屬材料。當前手段無法直接定位是哪一種或哪幾種材料產生揮發導致光學膜片損傷。

發明內容

本發明提供了一種光學污染物篩查裝置及方法，以解決現有技術無法確定激光器中哪一種材料產生揮發而導致光學膜片損傷的問題。

一方面，本發明提供了一種光學污染物篩查裝置，該裝置包括：

帶有通光窗口的樣品盒，用于透過高峰值功率激光，并模擬待測激光器內部構成材料在激光器高溫工作狀態下所處的環境狀態，以測試所述待測激光器內部構成材料的高溫揮發性；其中，所述樣品盒為一個，或者為依次連續排列的多個，當所述樣品盒為多個時，所述樣品盒內均設有一種激光器內部材料的測試樣品；

能量計，用于對所述樣品盒透過的高峰值功率激光進行測量。

優選地，該裝置還包括：半導體制冷器，用于分別承載所述樣品盒，并對所述樣品盒進行加熱。

優選地，該裝置還包括：承載平臺，用于承載所述半導體制冷器。

優選地，該裝置還包括：脈沖激光器，用于產生所述高峰值功率激光。

優選地，該裝置還包括：處理器，用于根據所述能量計檢測的能量值確定所述待測光學元件的揮發性。

另一方面，本發明提供了一種光學污染物篩查方法，所述方法應用上述任意一種所述的裝置，包括：

通光窗口的樣品盒內設有待測激光器內部構成材料，通過半導體制冷器將所述樣品盒加熱，使所述樣品盒模擬待測激光器內部構成材料在激光器高溫工作狀態下所處的環境狀態；