專利名稱：包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摻釹激光玻璃(簡稱釹玻璃)檢測技術(shù)，尤其是涉及一種包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
釹玻璃作為激光材料應(yīng)用非常廣泛，具有吸收光譜范圍大，吸收系數(shù)大，熒光壽命高，受激發(fā)射截面大，并且為四能級系統(tǒng)，具有良好的光譜性能，非常適合作為激光材料。釹玻璃具有良好成熟的熔制工藝，能夠制造各種規(guī)格尺寸的產(chǎn)品，特別是超大尺寸釹玻璃目前是高功率激光系統(tǒng)最成熟可靠的放大介質(zhì)，廣泛應(yīng)用于國際上各種高功率激光裝置，例如美國的國家點(diǎn)火裝置，我國的神光工程等。釹玻璃作為放大工作介質(zhì)時(shí)，受激自發(fā)輻射(簡稱ASE)會嚴(yán)重影響放大增益，降低放大效率，增加激光裝置成本。將釹玻璃除通光面的其它四個側(cè)面通過膠合的方式接上吸收激光波長的玻璃，破壞釹玻璃ASE放大過程，稱為 釹玻璃包邊。通過釹玻璃包邊，可以極大地降低釹玻璃ASE對放大增益的影響，基本消除ASE影響。在釹玻璃包邊中，釹玻璃、膠合層和包邊玻璃之間折射率匹配度是影響釹玻璃包邊降低ASE的關(guān)鍵，衡量釹玻璃包邊質(zhì)量的最重要參數(shù)，在高功率激光裝置中，主放工作介質(zhì)均采用大尺寸釹玻璃，口徑從300mm*600mm*35mm到400mm*800mm*45mm不等，除兩個大通光面外，其它四個面進(jìn)行釹玻璃包邊，盡量消除ASE的影響。釹玻璃包邊質(zhì)量優(yōu)劣直接影響消除ASE的程度，釹玻璃包邊剩余反射是表征釹玻璃包邊質(zhì)量最合適的參數(shù)。釹玻璃與膠合層界面反射以及包邊玻璃與膠合層界面反射總和稱為釹玻璃包邊剩余反射。在實(shí)際高功率激光裝置中，采用的都是包邊完好的大尺寸釹玻璃，測量該規(guī)格的釹玻璃包邊剩余反射能夠真實(shí)反應(yīng)釹玻璃包邊質(zhì)量，為釹玻璃在裝置中的應(yīng)用提供實(shí)時(shí)真實(shí)有效的釹玻璃包邊剩余反射，為抑制ASE提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。高功率激光裝置中，主放大器中采用完好包邊的釹玻璃的尺寸規(guī)格都比較大，直接測量大尺寸規(guī)格釹玻璃包邊剩余反射目前國內(nèi)外未見報(bào)道或?qū)＠?。本發(fā)明針對大尺寸釹玻璃，提出一種能夠準(zhǔn)確測量包邊大尺寸釹玻璃的包邊剩余反射的方法，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射檢測裝置及檢測方法，可根據(jù)實(shí)際情況需要測定不同入射角度和不同位置的釹玻璃包邊剩余反射，測量精度高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置，其特點(diǎn)在于該裝置包括第一激光光源、光束整形透鏡組、分光鏡、第一全反鏡、光束定位系統(tǒng)、待測樣品、激光強(qiáng)度探測器、剩余反射探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，上述元部件的位置關(guān)系如下沿第一激光光源的激光輸出方向依次是光束整形透鏡組和分光鏡，該分光鏡將入射光分為透射光和反射光，在該反射光方向是所述的激光強(qiáng)度探測器，在所述的透射光方向依次是所述的第一全反鏡、光束定位系統(tǒng)、待測樣品和剩余反射探測器，所述的激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器的輸出端與所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的輸入端相連。所述的激光光源安裝在光學(xué)基座上，該激光光源的激光波長為1053nm，所述的光束整形透鏡組和分光鏡都安裝在能水平和俯仰進(jìn)行轉(zhuǎn)動的調(diào)整架上，所述的待測樣品安裝在樣品平臺上，該樣品平臺能夠進(jìn)行俯仰和水平調(diào)整，待測樣品為長方體，由釹玻璃、膠合層、包邊玻璃三部分組成，所述的光束定位系統(tǒng)包括水平移動和上下移動模塊、兩組轉(zhuǎn)光鏡以及放置轉(zhuǎn)光鏡的調(diào)整架，調(diào)整架具有水平和俯仰轉(zhuǎn)動調(diào)整功能；所述激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接。還有第二全反鏡和其它波長激光器，在所述的激光光源和光束整形透鏡組之間設(shè)有與光路成45°的第二全反鏡的插入口，通過插入第二全反鏡，引入其它波長激光器的激光進(jìn)行測量。所述激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器均為點(diǎn)探測器，所述激光強(qiáng)度探測器響應(yīng)靈敏度與激光器輸出激光強(qiáng)度匹配，剩余反射探測器響應(yīng)靈敏度與釹玻璃包邊剩余反射強(qiáng)度相匹配。

利用所述的檢測裝置對包邊釹玻璃剩余反射的檢測方法，其特征在于它包括以下步驟①調(diào)節(jié)第一激光光源、光束整形透鏡組、分光鏡、第一全反鏡、光束定位系統(tǒng)、激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器，使得激光光束位于它們的中心且同軸；②調(diào)整光束整形透鏡組，降低激光輸出的發(fā)散角；③啟動第一激光光源，使得輸出激光保持穩(wěn)定；④調(diào)整樣品臺，使待測樣品兩個最大面保持豎直狀態(tài)并固定之；⑤調(diào)節(jié)所述的光束定位系統(tǒng)，使測試光束以所需檢測的角度入射到待測樣品需檢測的位置；⑥開始測量，讀取激光強(qiáng)度探測器的能量測量值El和剩余反射探測器的能量測量值E2并輸入所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；⑦所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)按下列剩余反射計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算釹玻璃剩余反射率R(0 ),
權(quán)利要求
1.一種包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置，其特征在于該裝置包括第一激光光源(I)、光束整形透鏡組(4)、分光鏡(5)、第一全反鏡(7)、光束定位系統(tǒng)(8)、待測樣品(9)、激光強(qiáng)度探測器(6)、剩余反射探測器(10)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)，上述元部件的位置關(guān)系如下 沿第一激光光源(I)的激光輸出方向依次是光束整形透鏡組(4)和分光鏡(5),該分光鏡(5 )將入射光分為透射光和反射光,在該反射光方向是所述的激光強(qiáng)度探測器(6 ),在所述的透射光方向依次是所述的第一全反鏡(7)、光束定位系統(tǒng)(8)、待測樣品(9)和剩余反射探測器(10)，所述的激光強(qiáng)度探測器(6)和剩余反射探測器(10)的輸出端與所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置，其特征在于所述的激光光源安裝在光學(xué)基座上，該激光光源的激光波長為1053nm，所述的光束整形透鏡組(4)和分光鏡(5)都安裝在能水平和俯仰進(jìn)行轉(zhuǎn)動的調(diào)整架上，所述的待測樣品安裝在樣品平臺上，該樣品平臺能夠進(jìn)行俯仰和水平調(diào)整，待測樣品(9)為長方體，由釹玻璃(9-A)、膠合層(9-B)、包邊玻璃(9-C)三部分組成，所述的光束定位系統(tǒng)(8)包括水平移動和上下移動模塊、兩組轉(zhuǎn)光鏡以及放置轉(zhuǎn)光鏡的調(diào)整架，調(diào)整架具有水平和俯仰轉(zhuǎn)動調(diào)整功能；所述激光強(qiáng)度探測器(6)和剩余反射探測器(10)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置，其特征在于還有第二全反鏡(3 )和其它波長激光器(2 )，在所述的激光光源(I)和光束整形透鏡組(4 )之間設(shè)有與光路成45°的第二全反鏡(3)的插入口，通過插入第二全反鏡(3)，引入其它波長激光器(2)的激光進(jìn)行測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置，其特征在于所述激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器均為點(diǎn)探測器，所述激光強(qiáng)度探測器響應(yīng)靈敏度與激光器輸出激光強(qiáng)度匹配，剩余反射探測器響應(yīng)靈敏度與釹玻璃包邊剩余反射強(qiáng)度相匹配。
5.利用上述檢測裝置對包邊釹玻璃剩余反射的檢測方法，其特征在于它包括以下步驟 ①調(diào)節(jié)第一激光光源(I)、光束整形透鏡組(4)、分光鏡(5)、第一全反鏡(7)、光束定位系統(tǒng)(8)、激光強(qiáng)度探測器(6)和剩余反射探測器(10)，使得激光光束位于它們的中心且同軸； ②調(diào)整光束整形透鏡組(4)，降低激光輸出的發(fā)散角； ③啟動第一激光光源(I)，使得輸出激光保持穩(wěn)定； ④調(diào)整樣品臺，使待測樣品(9)兩個最大面保持豎直狀態(tài)并固定之； ⑤調(diào)節(jié)所述的光束定位系統(tǒng)(8)，使測試光束以所需檢測的角度入射到待測樣品(9)需檢測的位置； ⑥開始測量，讀取激光強(qiáng)度探測器(6)的能量測量值El和剩余反射探測器(10)的能量測量值E2并輸入所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)； ⑦所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(11)按下列剩余反射計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算釹玻璃剩余反射率R(Θ ):，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于還包括步驟⑧，重復(fù)所述的步驟④至步驟⑦，以測量不同位置和不同入射角度的包邊剩余反射。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于還包括步驟⑨，在所述的第二全反鏡(3)的插入口中插入第二全反鏡(3)，引入其他波長激光器(3)，并重復(fù)所述的步驟④至步驟⑧，以獲得相應(yīng)激光波長的不同位置和不同入射角度的包邊剩余反射。
全文摘要
一種包邊大尺寸釹玻璃包邊剩余反射的檢測裝置及檢測方法，檢測裝置包括第一激光光源、光束整形透鏡組、分光鏡、第一全反鏡、光束定位系統(tǒng)、待測樣品、激光強(qiáng)度探測器、剩余反射探測器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，上述元部件的位置關(guān)系如下沿第一激光光源的激光輸出方向依次是光束整形透鏡組和分光鏡，該分光鏡將入射光分為透射光和反射光，在該反射光方向是所述的激光強(qiáng)度探測器，在所述的透射光方向依次是所述的第一全反鏡、光束定位系統(tǒng)、待測樣品和剩余反射探測器，所述的激光強(qiáng)度探測器和剩余反射探測器的輸出端與所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的輸入端相連。本發(fā)明可根據(jù)實(shí)際情況需要測定不同入射角度和不同位置的包邊剩余反射，測量精度高。
文檔編號G01N21/55GK102768202SQ201210262289
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者李夏, 李順光, 胡麗麗, 陳偉 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所