[发明专利]一种光学元件高透射率高反射率测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种光学元件高透射率高反射率测量装置及测量方法，测量装置包括有照射光源、第一分光装置、第二分光装置、参考反射装置、标定样品和信号探测装置。高透射率和高反射率检测均可以在本发明的测量装置上进行测量，不需要人为介入、调整，使用非常方便。本发明利用实时动态差分技术，当待测光学元件样品的透反射率和标定样品的透反射率接近时，相当于把对待测光学元件样品的高透反射率测量转变成对待测光学元件样品和标定样品之间的透反射率差值的测量，即把一个大量转成对一个小量的测量，而绝对测量误差要求并没有改变，这相当于降低了对相对测量误差的要求，降低了难度，从而保证了测量精度能够满足要求。

技术领域

本发明涉及光学元件光度测量领域，具体是一种光学元件高透射率高反射率测量装置及测量方法。

背景技术

光学元件的透射率或反射率是衡量元件质量的关键参数指标之一。在诸多精密光学系统中，会使用很多高透射型元件和高反射型元件。在这些系统中，往往会要求透射型元件的透射率和反射型元件的反射率大于99.5％以上或者更高。此外，在一些系统中还会用到米级尺寸的大口径元件，对大口径元件，还会对透射率和反射率的均匀性有严格的要求。因此，在这类元件的制备过程中，对透射率和反射率及其均匀性进行精确测量是非常重要的环节，而且为保证检测结果的可靠性，检测精度要求达到0.01％以上。

对元件透反射率测量最常用的是分光光度计，而分光光度计的测量精度一般在0.1％至0.05％，无法满足高透射率和高反射率元件测量的要求。在分光光度计中，制约测量精度的主要因素包括探测光源自身的功率波动、外部噪声的干扰等。

此外，对极高透反射率元件，光腔衰荡法也是一种常用的测量方法。但该方法也存在一些局限性。首先，测量的动态范围有限。衰荡法适用于通常对透反射率99.5％以上的样品有比较好的检测灵敏度和精度。当样品透反射率低于99.5％,或透反射率均匀性波动较大时，检测精度会大大降低。另外，该方法需要光束在谐振腔内进行多次振荡，因此需要采用准直光束，无法把光束聚成较小的光斑，否则会由于光斑的发散破坏光束在谐振腔内的往复振荡，从而无法得到理想的测量结果，因此空间分辨率会大大受限。此外，要保持光束在谐振腔内多次往复振荡，光路对样品的面型精度、定位精度、样品扫描精度极为敏感。因此该方法对小口径样品可以有比较好的测量效果，用于大口径样品，会因为样品的面型误差、定位误差、扫描误差导致检测精度大大降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于实时动态差分法的光学元件高透射率高反射率测量装置及测量方法，高透射率和高反射率检测可以在同一个装置上进行测量，不需要人为介入、调整，使用非常方便。

本发明的技术方案为：

一种光学元件高透射率高反射率测量装置，包括有照射光源、第一分光装置、第二分光装置、参考反射装置、标定样品和信号探测装置，所述的照射光源朝向第一分光装置，第一分光装置和第二分光装置均设置有两个输出端，参考反射装置、第二分光装置分别设置于第一分光装置的两个输出端的后端，参考反射装置将第一分光装置其中一输出端输出的出射光线反射至信号探测装置内；

进行光学元件高反射率测量时，所述的标定样品位于第二分光装置和信号探测装置之间将第二分光装置其中一输出端输出的出射光线反射至信号探测装置内，待测光学元件样品设置于第二分光装置和信号探测装置之间将第二分光装置另一输出端输出的出射光线反射至信号探测装置内；

进行光学元件高透射率测量时，第二分光装置和信号探测装置之间顺次设置有标定反射装置和标定样品，标定反射装置将第二分光装置其中一输出端输出的出射光线反射至标定样品上并透过标定样品入射到信号探测装置内，待测光学元件样品位于第二分光装置和信号探测装置之间，且待测光学元件样品与信号探测装置之间设置有测量反射装置，第二分光装置另一输出端输出的出射光线透过待测光学元件样品后经测量反射装置反射进入到信号探测装置内。

所述的第一分光装置其中一输出端和参考反射装置之间设置有参考光束调制装置。