[发明专利]一种基于可调宽波段激光的晶体双折射测试系统

说明书

本发明公开了一种基于可调宽波段激光的晶体双折射测试系统，包括激光器、光路单元、电信号处理单元、数据处理单元；本发明采用相位延迟变化量作为晶体应力双折射的衡量指标，利用能够实时比较出晶体加压时和非加压时双折射相位延迟量偏差程度的光路单元，结合电信号处理单元和数据处理单元实现同时测量不同波段激光照射下的加压和非加压两种状态下的晶体材料光弹系数，实现宽波段可调激光下晶体差值压力状态与非加压状态下的双折射测量和相位延迟量偏差程度比较。本发明测量精度高，结构简单，容易实现，有效弥补了现有技术中晶体材料在加压条件下进行应力双折射测试的空白。

技术领域

本发明属于光学材料应力测量技术领域，具体涉及一种基于可调宽波段激光的晶体双折射测试系统。

背景技术

随着光学技术的不断发展，各种用途的光学材料也逐渐进入大众视野，其中晶体材料是光学系统中最为常用的光学材料之一，其应用范围十分广泛，涉及军事、航空航天、医疗和通讯等各个方面。因为大部分晶体材料内部结构本身就存在不均匀性，而光在非均质体中传播时，其传播速度和折射率值随振动方向不同而改变，从而发生双折射现象。在各个领域的运用中，晶体材料的双折射会造成像质变坏，引起与杂散光相类似的危害，导致光电功能效应无法正常发挥。另外，在晶体材料的实际使用中还会经常受到外部应力的影响，更容易导致晶体产生双折射现象，使一个点的成像光束不再会聚于一点，从而加深晶体材料所带来的双折射危害。因此，了解晶体材料自身非加压和加压下的双折射所带来的影响是十分必要的，于是对晶体材料进行应力双折射测试显得尤为重要。

在晶体应力双折射测试中，光弹系数（双折射值/应力值）是衡量应力对晶体材料影响的主要性能指标之一，能够反映晶体材料在受压时相比较在无应力状态下的指标相位延迟量偏差程度。但纵观国内外针对晶体材料应力双折射的研究，大多数都停留在可见光波段，对于红外波段的研究可谓少之又少，用于可见和红外可调波段下的晶体应力双折射测量光弹系数的设备更是一片空白。

发明内容

针对上述问题，本发明采用相位延迟变化量作为晶体应力双折射的衡量指标，提出一种用于同时测量不同波段激光照射下的加压和非加压两种状态下的晶体材料光弹系数系统，实现宽波段可调激光下晶体差值压力状态与非加压状态下的双折射测量和相位延迟量偏差程度比较。

实现本发明目的技术方案为：

一种基于可调宽波段激光的晶体双折射测试系统，包括激光器、光路单元、电信号处理单元、数据处理单元；

所述激光器用于发射不同波段的激光；

所述光路单元用于将激光器发射的激光分为加压光路和非加压光路，分别经过两路光路中的晶体折射后，将光信号转换为电信号；

所述电信号处理单元用于对光路单元的输出的电信号进行放大、差分和滤波的解调处理；

所述数据处理单元用于将电信号处理单元处理后的信号进行采集和数据处理，得到晶体材料加压和非加压时的相位延迟量的变化量。

进一步的，所述光路单元包括第一共轭透镜组、第二共轭透镜组、起偏器、分束镜、反光镜、第一0°光弹调制器、第二0°光弹调制器、非加压晶体、加压晶体、第一45°光弹调制器、第二45°光弹调制器、第一检偏器、第二检偏器、第一光电探测器、第二光电探测器；

所述第一共轭透镜组包括第一透镜、第二透镜，第二共轭透镜组包括第三透镜和第四透镜；

所述激光器发射的检测光源通过第一透镜、起偏器和分束镜后分为两路光束；

其中非加压光束先后通过反光镜、第三透镜、第一0°光弹调制器、非加压晶体、第一45°光弹调制器、第一检偏器、第四透镜后通过第一光电探测器转化为电信号后进入电信号处理单元；

另外一路加压光束先后通过第二0°光弹调制器、加压晶体、第二45°光弹调制器、第二检偏器、第二透镜后通过第二光电探测器转化为电信号后进入电信号处理单元。