[发明专利]一种透过率和反射率测量仪及其测量方法

说明书

本发明提供一种透过率或反射率测量仪及其测量方法，解决现有光学元件透过率或反射率测试方法，只适用于高反或高透光学元件，探测器误差和光源稳定性对测量结果影响较大的问题。测量仪包括激光光源、设在激光光源出射光路上起偏器和分光镜、旋转单元、第一探测器、第二探测器和信号单元；衰减轮盘、第一探测器依次位于分光镜反射光路上；旋转单元包括定距转轴、二维扫描机构和环形滑轨；定距转轴位于分光镜透射光路上；二维扫描机构设在定距转轴上，用于安装被测光学元件；环形滑轨与定距转轴同轴并设在定距转轴外侧；第二探测器能够在环形滑轨上移动；信号单元控制第一探测器和第二探测器同步采集光信号及采集第一探测器和第二探测器的光信号。

技术领域

本发明属于激光领域，涉及光学元件透过率或反射率测量技术，具体涉及一种大口径平面类激光光学元件的透过率或反射率测量仪及其测量方法。

背景技术

激光已被广泛应用在各个领域，如激光加工、高密度全息存储、惯性约束聚变、生物医疗等，平面类光学元件作为一种可改变光路方向和激光偏振度的光学元件，广泛地应用在激光系统中，在特定工作角度下，其透过率或反射率是衡量激光光学元件是否达到设计要求的一项重要指标，因此精确测量其透过率或反射率十分重要。

传统对光学元件透过率或反射率的测试方法有光腔衰荡法、分光光度法和激光比率法。其中，光腔衰荡法是通过测量稳定的初始腔和测量腔的衰荡时间，获取腔镜反射率和样品反射率，该方法测试精度较高，但只适合测试反射率或透射率99％以上的激光光学元件。分光光度法是通过斩波器实现双光路测量，本质上为单个探测器分时测量，该方法对于低反射率或低透射率光学元件，探测器的线性动态范围要足够大，其线性度误差和测试光源稳定性对测量结果的影响较大。激光比率法也是通过斩波器与单探测器组合，实现双光路分时测量，测量对象也为高反或高透光学元件。

发明内容

为了解决现有对光学元件透过率或反射率的测试方法，只适用于高反或高透光学元件，以及探测器线性度误差和测试光源稳定性对测量结果影响较大的技术问题，本发明提供了一种透过率或反射率测量仪及其测量方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种透过率和反射率测量仪，其特殊之处在于：包括激光光源、起偏器、分光镜、旋转单元、第一探测器、第二探测器和信号单元；

所述起偏器和分光镜依次设置在激光光源的出射光路上；

所述第一探测器位于分光镜的反射光路上，衰减轮盘位于分光镜和第一探测器之间，其包括可旋转的轮盘和设置在轮盘上的多个衰减片，各个衰减片的衰减率不相同，每个衰减片均能够旋转至分光镜的反射光路上；

所述旋转单元包括定距转轴、二维扫描机构和环形滑轨；定距转轴位于分光镜的透射光路上，且定距转轴的轴线与分光镜的透射光轴垂直相交；二维扫描机构设置在定距转轴上，且能够绕定距转轴旋转；二维扫描机构用于安装被测光学元件，且定距转轴的轴线过被测光学元件的迎光面；环形滑轨与定距转轴同轴并设置在定距转轴的外侧；

所述第二探测器能够在环形滑轨上移动；

所述信号单元包括信号发生器和信号采集处理系统，信号发生器用于控制第一探测器和第二探测器同步采集光信号，信号采集处理系统用于采集第一探测器和第二探测器的光信号，获取被测光学元件的透过率或反射率。

进一步地，还包括位于分光镜和定距转轴之间的0°反射附件，所述第二探测器移至0°反射附件的后反射光路上，用于实现被测光学元件工作在小角度时的反射率测量。

进一步地，所述0°反射附件为分光棱镜。

进一步地，还包括设置在激光光源、起偏器、分光镜、旋转单元、第一探测器、第二探测器外侧的仪器罩，用于防止外界杂散光对测量的影响。

同时，本发明还提供了一种采用上述透过率或反射率测量仪的测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：