[发明专利]具有光束控制功能的光学测量装置

说明书

本发明涉及一种具有光束控制功能的光学测量装置，属于光学非线性测量装置技术领域。解决了现有技术中多波段光学非线性测量装置成本高，结构复杂，测量误差大等技术问题，进一步扩大测量谱段范围。本发明的光学非线性测量装置，包括激光准直系统、分束镜、聚焦光学系统、电动位移平台、光阑片、第一功率计、主控计算机、数据采集仪、第二功率计和第一透镜。该光学非线性测量装置能够对材料的非线性吸收系数和非线性折射系数进行实时测量，测量波长谱段宽，原理简单，测量精度高，成本低，同时具有对光学元件的膜系损伤阈值的测量功能。

技术领域

本发明属于光学测量装置技术领域，具体涉及一种具有光束控制功能的光学测量装置。

背景技术

非线性光学材料在激光防护及光限幅领域具有重要的应用。对材料非线性特性研究是目前材料学及相关领域的研究热点，现有技术中，光学非线性测量技术有简并四波混频、三波混频、三次谐波法、非线性干涉法、非线性椭圆偏振法、马赫-曾德干涉法、4f相位相干成像法、Z扫描法等，其中，Z扫描法(M.Sheik-Bahae,A.A.Said,Tai-Hui Wei,DavidJ.Hagan,E.W.Van Stryland.Sensitive,measurement of optical nonlinearitiesusing a single beam.IEEE J QuantumElect,26,760-769(1990))较为常见，测量时，将测试样品置于移动平台上，激光被会聚透镜聚焦在测试样品表面，再由分束镜分成两束，一束开孔Z扫描，进行非线性吸收测量，一束闭孔Z扫描，进行非线性折射测量，通过直线移动测试样品可测量材料在不同光强下的非线性特性；该方法原理简单，易于实现。

现有技术中公开报道的关于光学非线性的测量装置均采用单一波长的检测光源，且对光束质量和光源稳定性要求较高，然而在激光防护等领域，需要针对材料开展多波段激光的非线性特性测量，因此，现有的非线性测量装置不能满足需求。中国专利一种实时高效的非线性光谱特性测量装置(授权公告号CN205301164 U)采用一种白光激光器与现有Z扫描相结合的方式，通过一次扫描实现多波长下对材料的非线性吸收系数和非线性折射系数的测量，但该测量装置利用三个光谱仪来检测白光激光器包含的多光谱信息，设备成本高，结构复杂，且利用一次扫描完成所有波段对材料非线性参数的测量，测量数据量大，这样会增大单一波段对材料非线性参数的测量误差，也与激光防护及光限幅等实际应用场景不符。

发明内容

有鉴于此，本发明为解决现有技术中多波段光学非线性测量装置成本高，结构复杂，测量误差大等技术问题，进一步扩大测量谱段范围，提供一种具有光束控制功能的光学测量装置。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下：

本发明的具有光束控制功能的光学测量装置，包括激光准直系统、分束镜、聚焦光学系统、电动位移平台、光阑片、第一功率计、主控计算机、数据采集仪、第二功率计和第一透镜；

所述激光准直系统包括前镜组和后镜组，前镜组由第二透镜和第三透镜组成，后镜组由第四透镜和第五透镜组成，第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜沿光的传播方向从前至后同轴设置，且第二透镜和第三透镜间隔固定，第四透镜和第五透镜间隔固定，前镜组能够整体相对于后镜组轴向移动；激光准直系统将入射的激光准直发射至分束镜；

所述分束镜将经激光准直系统准直入射的激光分成两束，一束经第一透镜会聚到第二功率计上，另一束依次经聚焦光学透镜、测试样品、光阑片后入射第一功率计；

所述聚焦光学系统包括变倍组、补偿组和调焦组，变倍组由第六透镜和第七透镜组成，补偿组由第八透镜、第九透镜和第十透镜组成，调焦组由第十一透镜和第十二透镜组成，第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜沿光的传播方向从前至后同轴设置，且第六透镜和第七透镜间隔固定，第八透镜、第九透镜和第十透镜间隔固定，第十一透镜和第十二透镜间隔固定，变倍组、补偿组和调焦组分别能够整体相对于后镜组轴向移动；