[發明專利]測量材料防護閾值的方法及其裝置

在審

• 申請號: 202211055570.1
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115436326A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 董寧寧;王梓鑫;王俊
• 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: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55;G01N21/59;G01N21/49;G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種測量材料防護閾值的方法，其特征在于，包括步驟：

基線測量階段：

①構建第一反射光路并探測其能量：

設置激光器，并沿該激光器的輸出光束方向依次設置第一鍍膜全反鏡、第二鍍膜全反鏡、第一小孔光闌和第一分光平片；所述的第一分光平片，將入射光分為第一反射光和第一透射光兩束光；所述的第一反射光經第三聚焦透鏡聚焦后，由所述的第一探測器探測第一反射光的能量(功率)PD1_基，并傳輸至計算機；

②構建第一透射光路并探測其能量：

沿所述的第一透射光的傳輸方向依次設置第一聚焦透鏡60、第二小孔光闌、第二聚焦透鏡和第二探測器；所述的第二小孔光闌與所述第一小孔光闌等高，且所述的第二聚焦透鏡的焦點和第一聚焦透鏡的焦點重合，由所述的第二探測器探測第一透射光的能量(功率)PD2_基，并傳輸至計算機；

③構建第二反射光路并探測其能量：

在所述的第一聚焦透鏡和第二小孔光闌之間、第一聚焦透鏡的焦點處放置待測樣品，經該待測樣品反射的反射光經第一分光平片50反射后，由第二分光平片53分為第二反射光和第二透射光兩束光；將光束質量分析儀替換待測樣品，測量樣品位置處的光斑面積；

重新放置樣品后，沿所述的第二反射光的傳輸方向，放置第五聚焦透鏡56與光束質量分析儀，且調整二者間距，使所述光束質量分析儀當前光斑面積與樣品位置處的光斑面積相同；

④構建第二透射光路并探測其能量：

沿所述第二透射光的傳輸光路方向設置第四聚焦透鏡54和第三探測器55，由所述的第三探測器探測第二透射光的能量(功率)PD3_基，并傳輸至計算機；

⑤構建散射光路并探測其能量：

在待測樣品預放置位置的側面，設置第六聚焦透鏡71和第四探測器72，由所述的第四探測器探測散射光的能量(功率)PD4_基，并傳輸至計算機；

樣品測量階段：

⑥將待測樣品放置在樣品架上，調節待測樣品使其表面與主光路垂直，所述第一探測器、第二探測器、第三探測器和第四探測器將探測到的能量(功率)信號輸入到所述計算機中，分別記為PD1_樣、PD2_樣、PD3_樣、PD4_樣，所述光束質量分析儀探測到的當前光斑面積輸入到所述計算機中，記為A；

⑦計算待測樣品的透過率T、反射率R和散射率S，公式如下：

和

⑧以測試時間為橫坐標，透過率T、反射率R、散射率S和光斑面積A為縱坐標，分別繪制待測樣品的透過率曲線、反射率曲線、散射率曲線和光斑面積曲線。

2.實施權利要求1所述的測量材料防護閾值的方法的裝置，其特征在于，包括激光器、沿所述脈沖激光器的輸出光束方向依次設置的第一鍍膜全反鏡、第二鍍膜全反鏡、第一小孔光闌和第一分光平片；

所述的第一分光平片，將入射光分為第一反射光和第一透射光兩束光；

所述的第一反射光經第三聚焦透鏡聚焦后，由所述的第一探測器、第一聚焦透鏡、待測樣品、第二小孔光闌、第二聚焦透鏡和第二探測器；沿所述第一分光平片的反射光方向依次設置有第三聚焦透鏡和第一探測器，沿所述第一分光平片的反射方向的另一側設置有第二分光平片、第四透鏡和第三探測器；沿所述第二分光平片的反射方向設置有第五透鏡和光束質量分析儀；沿所述樣品的側面設置有第六透鏡和第四探測器；所述待測樣品設置在五維精密平移臺上；還包括與所述第一探測器、第二探測器、第三探測器和第四探測器分別電連接的計算機；所述光束質量分析儀與所述計算機電連接。

3.根據權利要求2所述測量材料防護閾值的裝置，其特征在于，所述第一探測器、第二探測器、第三探測器和第四探測器可以擴展為第一能量計/功率計、第二能量計/功率計、第三能量計/功率計和第四能量計/功率計。

4.根據權利要求2所述測量材料防護閾值的裝置，其特征在于，所述所述第一鍍膜全反鏡、第二鍍膜全反鏡、第一分光平片、第二分光平片與光軸夾角均為45°。

5.根據權利要求2所述測量材料防護閾值的裝置，其特征在于，所述第一分光平片對所述經過第一小孔光闌后激光的透反比為9∶1，所述第二分光平片對所述經過待測樣品反射回來的光被第一分光平片反射后激光的透反比為9∶1。