[发明专利]取样劈板的取样率及取样均匀性干涉测量系统及方法

说明书

本发明属于取样劈板的取样率及取样均匀性干涉测量系统及方法，系统包括沿光路依次设置的缩束望远镜及自准反射镜；待测取样劈板位于缩束望远镜与自准反射镜之间；缩束望远镜输出平行激光，投射至待测取样劈板的取样反射面取样，部分激光被待测取样劈板的取样反射面反射至缩束望远镜；另一部分激光透过待测取样劈板入射至自准反射镜，经自准反射镜反射后透过待测取样劈板进入缩束望远镜。解决了传统测量方法对于小份额取样率不易实现高的测量精度的问题。

技术领域

本发明涉及一种取样劈板取样率及取样均匀性测量系统及方法。

背景技术

在高功率激光系统中，为了进行激光参数的测量，首先需要进行激光的取样，其中常见的一种取样方法是采用取样劈板安置在激光光路中对激光进行反射取样，其特点是取样率小(一般＜1％)，以尽量减少对激光输出的损耗，同时对取样的均匀性有较高的要求，因此必须对取样劈板的取样率及取样均匀性予以精确测量，传统的测量方法是采用双光路分光法进行测量，存在双光路的不一致性影响且对于小份额取样率(＜5％)难以实现高的测量精度。

发明内容

本发明目的是提供一种基于双光路干涉原理的取样率及取样均匀性测量系统及方法，采用缩束望远镜+自准直反射镜+双光路干涉原理测量劈板取样率及取样均匀性，解决了传统测量方法对于小份额取样率不易实现高的测量精度的问题。

本发明的技术解决方案是提供一种取样劈板取样率及取样均匀性干涉测量系统，其特殊之处在于：包括沿光路依次设置的缩束望远镜及自准反射镜；

待测取样劈板位于缩束望远镜与自准反射镜之间；

上述缩束望远镜输出平行激光，投射至待测取样劈板的取样反射面取样，部分激光被待测取样劈板的取样反射面反射至缩束望远镜；另一部分激光透过待测取样劈板入射至自准反射镜，经自准反射镜反射后透过待测取样劈板进入缩束望远镜。

优选地，为了缩小系统体积，该系统还包括位于缩束望远镜与待测取样劈板之间的分光棱镜或反射镜；上述分光棱镜或反射镜将缩束望远镜出射的平行激光反射至待测取样劈板，此时，待测取样劈板的运动可以在水平面内进行。

优选地，上述缩束望远镜包括光纤点源、位于光纤点源出射光路中的半透半反棱镜、位于半透半反棱镜反射光路中的第一准直镜及依次位于半透半反棱镜透射光路中的小孔板、第二准直镜及CCD相机，上述小孔板位于CCD相机的焦面位置处，用于滤除待测取样劈板非反射面的反射光通过，保证接收信号的干净。

优选地，小孔板小孔直径d＜2θ×f，其中θ为劈板角度，f为所述望远镜的焦距。

优选地，为了使干涉的两路光强度相近，增加干涉条纹的对比度，自准直反射镜采用不镀膜的菲捏尔形式。

本发明还提供一种基于上述系统的测量取样劈板取样率及取样均匀性的方法，包括以下步骤：

步骤一：缩束望远镜发出平行激光，投射至待测取样劈板，并经待测取样劈板取样后一部分返回至缩束望远镜，记该部分激光强度为I₁；另一部分激光透过待测取样劈板，记该部分的激光强度为I₂，取样率ρ＝I₁/I₂；

步骤二：透过待测取样劈板的激光经自准反射镜反射，反射回的光强度为kI₂，其中k为自准反射镜的反射率；

步骤三：经自准反射镜反射后的激光再次透过待测取样劈板，透射光强度为kI₂(1-ρ)；

步骤四：步骤一中经待测取样劈板反射的激光与步骤三经待测取样劈板透射的激光同时进入缩束望远镜，被CCD相机接收，形成两个平行光的干涉，其中干涉条纹的间距为Δd，

步骤五：判读图像，获得干涉条纹的对比度γ；