[实用新型]一种多波长激光损伤阈值检测装置

说明书

本实用新型公开了一种多波长激光损伤阈值检测装置。所述测量装置采用4台高能脉冲激光器，分别经对应棱镜转折后进入共轴光学系统，4光束共用一套系统，以及计算机控制处理系统，利用可变间距的正‑负透镜组成扩束系统，对扩束系统的光学间隔进行调整，可实现不同波长激光束的准直扩束；采用步进电机精确控制聚焦透镜的位置，对不同激光波长的焦距进行补偿，从而保证激光传输到测试表面，其光斑的大小及离焦量恒定。该装置实现了测试系统的集成化、自动化、智能化，能够在线、实时、快速、准确判别薄膜损伤，同一测试装置，可以测量多种不同波长的激光损伤阈值。

技术领域

本实用新型涉及一种多波长激光损伤阈值检测装置。

背景技术

在大功率高能量激光系统中，存在大量的光学元件，这些元件表面常常需要涂覆薄膜以实现特定的光学性能。已有研究表明，光学元件在强激光下的破坏完全由元件表面薄膜的抗激光能力所决定。因而激光损伤阈值已成为光学元件及薄膜器件不可缺少的一项性能指标。薄膜激光损伤阈值的高效测量也就成为亟待解决的重要技术问题。

因此多年来，国内外对激光与光学介质薄膜损伤过程和阈值测试方法的研究始终是研究热点。2000年，国际标准化委员会颁布了ISO11254-1和ISO11254-2，这是对激光引起光学薄膜损伤而制定的国际标准，该标准在随后又做了进一步修订，以ISO21254-2-2011取代了前述标准。ISO国际标准中对损伤阈值获得的基本方法为1-on-1零几率损伤法，即用较低能量的单脉冲激光照射薄膜表面m个点，记录下损伤点的个数n，则该能量下激光辐照损伤概率为P=n/m。适当增加激光能量，再测出该能量下的损伤概率，以此反复，直到某激光能量下的损伤概率为100%。以激光能量为横轴，损伤几率为纵轴，得出损伤几率与激光能量的分布，再用直线拟合并外推到零损伤几率，所对应的激光能量值除以光斑面积即为损伤阈值。然而需要强调的是，目前国际标准中仅包含单一波长激光损伤阈值的测量。

随着大功率、高能量激光系统的广泛应用，所需要的激光光学元件越来越多，由于光学元件应用环境各异，不同的用户对激光损伤阈值的具体要求也不同。有的要求1064 nm波长的激光损伤阈值，有的则要求532 nm的损伤阈值，还有的要求355 nm的激光损伤阈值。基于薄膜或光学元件的激光损伤阈值具有强烈的波长效应，测试激光的波长对激光损伤阈值的大小有重要的影响，因此给定激光损伤阈值的要求时，通常需要给出测试的激光波长。另一方面，激光预处理也是一种重要的提高薄膜激光损伤阈值的方法。采用激光对薄膜进行预处理时，不同的激光处理波长将获得不同的处理效果。为满足不同用户的需求，目前已有不少单位搭建了自己的激光损伤阈值测试平台，有的测试波长为1064 nm，有的为532nm，但目前这些单位对样品的测试，一般只采用单一激光束。如果需要测试1064 nm和532nm两种波长的激光损伤阈值，则需要采用两套独立的激光损伤阈值测试系统来进行，或者将两套独立的测试系统集成在一个平台上，其实质仍然为两套光学系统，这种结构不仅增加了设备及测试成本，而且效率很低，因此需要开发出能够测量多种激光损伤阈值的测试设备。

目前之所以难以采用多光共轴光学系统，是因为光学元件存在着色散，光学系统对不同激光束的焦距及像面位置不同，使得同轴光学系统难以保证多光束的准直和同样的束腰位置，从而造成严重的测量误差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型为解决背景技术的不足之处，提供一种多波长激光损伤阈值检测装置，其共用一套光学系统，实现了多种波长激光损伤阈值的检测，测试装置具有测试迅速、操作简单、重复性好的优点。