[發明專利]一種光學元件非線性效應I*L值的測試方法及裝置

有效

• 申請號: 202010563416.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111579221B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 單翀;趙曉暉;高妍琦;崔勇;季來林;李小莉;饒大幸;劉棟;夏蘭;鄭權;趙元安;劉曉鳳;朱翔宇
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院上海激光等離子體研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105
• 代理人: 杜冰云;周濤

1.一種光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1，調整待測光學元件的位置，使光學元件非線性效應測試裝置射出的激光聚焦的焦點落在所述待測光學元件內部；

S2，將激光輻照在待測光學元件入射面的激光能量密度調整至小于待測光學元件入射面的激光損傷閾值，并用CCD相機記錄待測光學元件內部成絲損傷頭部位置距待測光學元件入射面的距離L；

S3，根據待測光學元件內部成絲損傷頭部位置距待測光學元件入射面的距離L，計算待測光學元件入射面至成絲損傷頭部位置的峰值功率密度I，從而計算得到待測光學元件在當前激光能量密度的激光輻照下的I*L值；

根據待測光學元件內部成絲損傷頭部位置距待測光學元件入射面的距離L計算峰值功率密度I的具體步驟為：

將待測光學元件內部成絲損傷頭部位置距待測光學元件入射面的距離L按照測試精度細分為N段單位長度，利用光線傳輸ABCD矩陣算法，計算出距離待測光學元件入射面的第N段單位長度L_N處的光斑面積S_N；

根據入射激光能量Q、脈寬τ和光斑面積S_N計算第N段單位長度L_N處的峰值功率密度I_N；

根據各段單位長度L_N及其對應的峰值功率密度I_N計算得出待測光學元件在當前激光能量密度的激光輻照下的I*L值；

所述I*L＝I₁*L₁+I₂*L₂+I₃*L₃+……I_N*L_N；

L₁+L₂+L₃+…L_N＝L；

I_N＝Q÷S_N÷τ，N為正整數；

S4，重復步驟S2、S3，使不同激光能量密度的激光輻照在待測光學元件的不同位置，從得到的所有I*L值中選取最小值作為待測光學元件的非線性I*L數值。

2.根據權利要求1所述的光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，所述光學元件非線性效應測試裝置包括激光器、衰減器、光束分束器、聚焦透鏡、能量計、光束質量分析儀和計算機，

所述激光器用于產生射向待測光學元件的入射激光；

所述衰減器用于調整激光器產生的入射激光的能量；

所述光束分束器用以將入射激光分成透射方向的光和反射方向的光，透射方向的光經聚焦透鏡聚焦在待測光學元件內部，反射方向的光入射到能量計和光束質量分析儀中；

所述能量計用于測量入射激光的能量；

所述光束質量分析儀用于檢測入射激光的光束質量；

所述計算機分別與激光器、能量計、光束質量分析儀和CCD相機電連接。

3.根據權利要求2所述的光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，所述聚焦透鏡的焦距小于待測光學元件的厚度。

4.根據權利要求2所述的光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，所述激光器發出的激光的波長為1064nm或532nm或355nm、激光的脈沖寬度的調整范圍為10fs～20ns；

所述激光為平行光束或高斯光束。

5.根據權利要求2所述的光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，所述激光器輸出激光的激光能量調整范圍為2J～100J；

所述待測光學元件為體材料光學元件。

6.根據權利要求1所述的光學元件非線性效應I*L值的測試方法，其特征在于，所述步驟S2中用CCD相機記錄待測光學元件內部成絲損傷頭部位置距待測光學元件入射面的距離L時，CCD相機與待測光學元件入射面相垂直。