[实用新型]红外光侦测卡

说明书

本实用新型提供了一种红外光侦测卡，特别是针对较高功率的红外光的侦测使用，藉由非线性光学晶体粉末本身可承受雷射功率较高，不容易被破坏，且其在接受高功率雷射的照射后，无饱和延迟效应，能即时经过非线性效应产生较小面积的可见清晰光点，极适合于中、高功率红外光的准直校正等场合。

光电科技的发达，促使各种波长的雷射大量地应用于各式各样不同的领域，其中波长范围为可见光的雷射或光源仅占应用领域的一部份，许多雷射输出的光束其波长范围是不可见红光，由于红外光所发出的光其波长位于无法直接利用肉眼观察的不可见光范围，所以在实验或应用进行时最基本却也是最困难的部分，即在于整个实验系统雷射光源的准直校正(alignment)，基于无法直接利用肉眼精准的确定雷射光路径，也就无法使实验或各种应用顺利的继续进行。因此，如何可以使实验进行时，在不影响实验系统装置的前提下，轻易辨识实验光源所使用的不可见雷射光的路径、位置及强度等相关物理参数，对实验系统工作的进行及其操作难易程度，扮演着极为重要的角色。

在先前技术中，类似的红外光侦测卡的操作原理乃利用原子吸收入射光子能量后再释出可见光的原理，藉由原子能阶的跃迁将多个入射光子能量累积后，再释出一个可见光子，以达到侦测红外光的目的。此种利用原子能阶特性制成的红外光侦测卡的优点是：其对红外光的敏感度高，即使对功率较低的红外光亦可产生反应，并发出可见光。然其高敏感度的优点亦正为其缺点，虽然可以看到红外光能在传统的侦测卡上产生一块可见光点，但该可见光点很快的就会变暗而必须移动侦测卡，须利用侦测卡的其他部位才能继续观察该红外光。这是因为一般使用的红外光侦测卡是利用对光敏感度高的萤光(Fluorescence)技术作成，此种物质对光的反应较迟缓，容易对光强度产生饱和与延迟的效尖。所以在受到一定程度的照射能量后就必须利用类似充电或放电的方式，将光子作适当地补充，并间隔一段时间才能继续使用，其恢复时间较长，造成应用上极大的困扰与不便。

再者，该利用萤光技术作成的侦测卡，是对微弱红外光的敏感性高，相对地也容易在高红外光照射下呈现输出饱和的情形，导致所看到的并不是实际光束大小，而是一片较大的光点。因此，在实际侦测功率较高的高能红外光时，该侦测卡会产生一面积较大的光斑，无法适时的反映雷射光束的精确位置与品质，进而影响实际使用上判断红外光的位置及光点大小的准确性。同时，已知以萤光技术制成的侦测卡，其侦测元件上所包覆的材料，是使用一般的低抗雷射强度塑胶材质，因此无法承受高雷射功率，容易受到雷射能量的损害，进而于实验操作时，徒增看顾与更新侦测卡的额外负担与困扰。

本创作人有鉴于目前所使用的技术无法克服上述的诸多缺点，经细心研究与试验，本着改良此技术的热忱，终发明出利用非线性光学物质粉末产生二次谐频可见光的红外光侦测卡，以适应波长范围为不可见红外光的应用领域所需。

本实用新型的主要目的在于：提供一种红外光侦测卡，其原理是利用非线性光学晶体特有的二次谐频产生非线性光学效应将入射光倍频，使其从不可见红外光转变成可见光的特性，加以加工利用并改良，使成为一使用方便、能量转换效率高，适合中高功率红外光使用的红外光侦测卡，给使用者提供一种可视的红外光侦测工具。

为达上述的目的，本实用新型所提供的红外光侦测卡，至少是在侦测卡本体上覆有一层非线性光学物质涂复层，用以将红外光转换成可见光，其中该非线性光学物质涂复层为加工研磨成细微颗粒的非线性光学晶体粉末，藉由该晶体所特有的二次谐频产生非线性光学效应，使得原本为不可见红外光的光束在射入该侦测卡后，因为二次谐频产生的非线性光学效应，而转换为一波长范围为可见光的光点，且于侦测卡本体上覆盖及固定有具抗雷射强度与高能特性的复盖层，以避免于侦测高功率的雷射时因无法负荷而被破坏并造成侦测卡损坏，进而使本实用新型具有下列特点：

其一，该欲侦测光源为一雷射光源，特别是其输出光束的波长范围为不可见光的红外光，其波长范围是为800nm至1500nm。

其二，该卡还包括一层非线性光学晶体粉末涂复层覆于一固定平面上，其粉末颗粒直径小于等于所欲侦测的红外光在该晶体中产生倍频光的同调长度(coherence length)，以提高非线性效应的转换效率，同时，使侦测卡亦能有效降低其最小侦测功率，符合实际应用所需。

其三，该卡还包括一透明覆被薄膜，用以固定非线性光学晶体粉末于侦测平面上，其为具有抗高热、高能特性的物质，如玻璃纸、石英薄膜等，避免侦测卡于侦测高功率雷射时，因无法负荷其能量而被破坏，以适用于侦测高能量的雷射。