[發明專利]一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統及方法

有效

• 申請號: 202110872099.4
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113670581B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張振;肖惠云;馬勇;潘武;劉藝;冉佳;黃文;郝宏剛;李國軍
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01N21/31
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

1.一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統，其特征在于，包括激光器(1)、分光鏡(9)、透鏡(8)、透鏡組(7)和光譜儀(10)；

所述激光器(1)用于發射激光；

所述分光鏡(9)用于將激光器(1)發射的激光分為兩束激光；其中一束激光用于作為泵浦光照射到樣品(5)表面誘導損傷；另一束激光經透鏡(8)匯聚激發電離空氣，產生兩束具有相同脈寬和光譜范圍的瞬態白光；

設置兩個透鏡組(7)用于收集瞬態白光，經透鏡組(7)處理的其中一束瞬態白光作為參考光，經光纖I收集于光譜儀(10)；另一束瞬態白光作為探針光，經光纖II傳遞至樣品處，與泵浦光一同聚集于樣品(5)上的相同位置；

所述光譜儀(10)還用于通過光纖III收集探針光。

2.根據權利要求1所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統，其特征在于，還包括劈板(3)和能量卡計(6)，所述劈板(3)用于將泵浦光分為兩束，一束用于能量卡計(6)實時監測激光器(1)輸出的能量，另一束用于誘導樣品(5)產生損傷。

3.根據權利要求1所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統，其特征在于，還包括透鏡I(4)，所述透鏡I(4)用于將泵浦光聚焦在樣品(5)上。

4.根據權利要求1所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統，其特征在于，在沿泵浦光的傳輸路線上還設有若干反光鏡(2)，若干反光鏡(2)依次布置作為泵浦光延時路線。

5.根據權利要求1所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試系統，其特征在于，所述透鏡組(7)由兩個焦距相同的透鏡構成。

6.一種用于光學元件的瞬態吸收測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

啟動激光器，由激光器發出的激光經分光鏡分為兩束激光；其中一束激光作為泵浦光照射到樣品表面誘導損傷；另一束激光經透鏡匯聚激發電離空氣，產生兩束具有相同脈寬和光譜范圍的瞬態白光；

設置兩個透鏡組收集瞬態白光，經透鏡組處理的其中一束瞬態白光作為參考光，經光纖I收集于光譜儀；另一束瞬態白光作為探針光，經光纖II傳遞至樣品處，與泵浦光一同聚集于樣品上的相同位置；

光譜儀通過光纖III收集探針光，獲取樣品的吸收率。

7.根據權利要求6所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試方法，其特征在于，樣品的吸收率的絕對值通過如下公式進行計算：

其中，ref_n是泵浦光沒有作用時瞬態白光通過樣品的光譜，sample_n指代主激光作用瞬間通過樣品的探針光的光譜，dark_n指代泵浦光和探針光均未經過樣品時暗室的背景光，sca_n指代主激光作用瞬間樣品對主激光的散射光。

8.根據權利要求6所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試方法，其特征在于，所述激光器采用納秒脈沖激光器，納秒脈沖激光器的參數設計為：主激光脈寬為6.8ns，泵浦光為355nm。

9.根據權利要求6所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試方法，其特征在于，主激光作用在樣品前表面光斑的半徑為2mm。

10.根據權利要求6所述的一種用于光學元件的瞬態吸收測試方法，其特征在于，所述光譜儀的積分時間為1000ms。