[发明专利]一种非线性晶体激光损伤阈值的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于材料光学性能测试领域，是光学晶体材料在激光照射下激光损伤阈值测量的一种方法。

背景技术

高功率激光装置中，光学元件的激光损伤阈值一直是技术发展的瓶颈因素之一。传统的光学元件激光损伤阈值测量是利用脉冲激光垂直照射光学元件的通光面，在每个测试点测三组数据(每组100个)。胡建平等人报道了光学元件的激光损伤阈值测量[红外和激光工程，第35卷，第2期，2006年4月]。其用的激光光源为脉冲激光器，根据激光的能量、光斑的有效面积来计算出晶体的损伤阈值。这种方法测量的相对合成不确定度为18.72％。大功率全固态连续、准连续红、绿、蓝激光器因其在工业、娱乐、军事等方面的重要应用而得到广泛的重视。而非线性晶体的激光损伤一直是高功率激光系统中非线性频率转换系统中的一项关键技术。

发明内容

本发明目的是公开一种非线性晶体激光损伤阈值的测量方法。

本发明是应用高功率连续、准连续固体激光器照射非线性晶体器件，采用He-Ne激光散射法，通过硅光电二极管来接收激光照射前后非线性晶体器件表面对He-Ne激光的散射变化，形成脉冲TTL信号，利用继电器来控制设置在光路上的挡板(Shutter)，利用计时器来记录激光照射时间。逐渐加大连续激光的输出功率，直至硅光电二极管观测到He-Ne激光的散射变化。通过计算这时作用于非线性晶体器件表面的激光功率密度，计算出非线性晶体器件在连续、准连续激光照射下的激光损伤阈值。

所说的测量方法可以是在线测量。

所说的激光光源的工作方式是连续的和准连续的。

所说的非线性晶体是LBO、BBO、KTP、LN、BIBO、KBBF、KN。

本发明与传统激光损伤阈值测量方法相比，其优点在于：(1)晶体能够在连续、准连续激光照射下的直接测出其损伤情况；(2)能准确测量其在不同功率密度激光照射下的损伤阈值；(3)通过He-Ne激光散射法可以直接了解到晶体的损坏情况，实现在线测量。

附图说明：

附图是本发明的一种非线性晶体激光损伤阈值的测量方法实例构成图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

1是1064nm连续固体激光器；2是He-Ne激光器；3是激光功率计；4是硅光电二极管；5是继电器；6是放晶体的二维可调节平台；7是632.8nm全反射镜；8是高透1064nm/高反632.8nm反射镜；9是聚焦透镜；10是T＝96％@1064nm高透632.8nm的镜片；11是继电器控制开关的挡板；12是计时器；13是LBO晶体器件。

打开1064nm连续固体激光器、He-Ne激光、硅光电二极管、继电器、计时器等工作电源，稳定工作一个小时(这时设置在光路上的挡板(Shutter)处于关闭状态)。利用硅光电二极管来接收激光照射前后LBO晶体器件对He-Ne激光的散射变化。若有变化，说明LBO晶体器件被1064nm激光损伤；若无变化，说明LBO晶体器件未被1064nm激光损伤。打开挡板，使得1064nm激光垂直入射到LBO晶体器件的通光面上，同时记时器开始记时，在硅光电二极管未感应到He-Ne激光的散射变化情况下，使1064nm激光持续照射30分钟。若硅光电二极管感应到He-Ne激光的散射变化，通过控制电路形成一个脉冲TTL信号，利用继电器来关闭设置在光路上的挡板，同时利用计时间器来记录激光照射时间。在LBO晶体器件未被损伤的情况下，逐级加大1064nm连续激光的输出功率。输出功率每次10％递增，每个输出功率下持续照射30分钟，直至硅光电二极管观测到He-Ne激光的散射变化。通过计算这时作用于LBO晶体器件表面的1064nm脉冲激光功率密度，计算出LBO晶体器件在连续激光下的激光损伤阈值。