[发明专利]一种激光陀螺反射镜性能在线测试装置

说明书

技术领域

本发明属于激光器性能测试技术领域，具体涉及一种激光陀螺反射镜性能在线测试装置。

背景技术

激光陀螺属于He-Ne激光器的一种，尽管现在直腔He-Ne激光器技术比较成熟，在寿命和可靠性上也有大幅度的提高，但是与激光陀螺而言，商用He-Ne激光器是直腔式，放电区也远离反射镜，所以电子损伤不能直接对激光的性能产生影响。但是，由于激光陀螺环形谐振腔结构的特点，薄膜电子损伤将直接影响到谐振腔的损耗、相位变化等指标。由于膜层的电子损伤可导致反射镜膜层的吸收、散射等指标的变化，这些变化直接反映到腔体损耗的变化，即激光输出功率发生变化，因此如何控制在等离子体环境下薄膜特性退化成为超低损耗薄膜研究的关键技术之一。

低损耗薄膜反射镜膜层性能的好坏直接影响到激光陀螺的性能，在等离子体放电环境下反射镜膜层的光学性能与激光陀螺性能（如闭锁阈值、光强）之间的关系还未知。因此需要一套激光陀螺反射镜性能在线测试装置，研究激光陀螺反射镜性能在工作条件下的变化情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一套激光陀螺反射镜性能在线测试装置，用以研究激光陀螺谐振腔中等离子体与膜层相互作用以及反射镜薄膜性能的在线变化情况。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种激光陀螺反射镜性能在线测试装置，由正方体结构的微晶玻璃材料通过机械加工、光学加工和化学抛光而获得，主体是一个十面体结构的直棱柱腔体，直棱柱的底面是每个内角都是135°的八边形，八边形分别由长度为L1和L2的线段依次间隔收尾相连形成；L1=31mm，L2=46mm，直棱柱的高度为40～60mm；中间开有直径为50mm的中央通孔；依次在直棱柱的六个侧面上设置球面输出镜，阳极1，腔平移镜，阴极，平面输出镜，阳极2，球面全反射镜和空白面。

其中，球面输出镜、腔平移镜、平面输出镜、球面全反射镜构成环形谐振腔体，其所在的四个侧面在直棱柱底面上投影的长度为L1；提供放电条件的阳极1、阴极、阳极2，和空白面所在的四个侧面在直棱柱底面上投影的长度为L2；球面输出镜、平面输出镜上镀有波长为632.8nm、工作角度为45°、直径为25mm的高反输出膜，镀膜区为镜子的中心处直径为8mm的区域；腔平移镜、球面全反镜上镀有波长为632.8nm、工作角度为45°、直径为25mm的高反膜，镀膜区为镜子的中心处直径为8mm的区域；在腔体的平面输出镜和球面输出镜的两侧设置四个光窗。

在中央通孔与球面输出镜之间，开两个直径为30mm的圆柱形光窗，每个光窗的轴线与球面输出镜所在平面的夹角为45°，两个光窗的轴线之间夹角为90°；设定靠近球面输出镜一侧的光窗所在的圆柱体的端面为贴镜面，贴镜面的圆心与球面输出镜的圆心之间的距离为15mm；在贴镜面上设置一面镀波长为632.8nm、工作角度为0°的减反膜的镜片，作为光窗片；在中央通孔与平面输出镜之间，开两个直径为30mm的圆柱形光窗，每个光窗的轴线与平面输出镜所在平面的夹角为45°，两个光窗的轴线之间夹角为90°；设定靠近平面输出镜一侧的光窗所在的圆柱体的端面为贴镜面，贴镜面的圆心与平面输出镜的圆心之间的距离为15mm；在贴镜面上设置一面波长为632.8nm、工作角度为45°的减反膜的镜片，作为光窗片。

激光陀螺反射镜性能在线测试装置通过专用电源给阳极1、阳极2和阴极提供电能，电源开关打开后，激光陀螺反射镜性能在线测试装置开始工作，直棱柱腔体内的阳极1-阴极-阳极2区域为放电区域，在球面输出镜和平面输出镜产生波长为632.8nm的He-Ne激光输出；球面输出镜和平面输出镜即为要测试的激光陀螺反射镜；当激光陀螺反射镜性能在线测试装置正常运行后，对球面输出镜一侧的激光陀螺反射镜性能进行在线测量，当一束光垂直入射到一块光窗片后以45°角度入射到球面输出镜，通过球面输出镜反射后再垂直入射通过同侧的另一块光窗，反射输出的光带有球面输出镜的反射信息，从而实时监测球面输出镜性能变化情况；对平面输出镜一侧的激光陀螺反射镜性能进行在线测量，当一束光垂直入射到一块光窗片后以45°角度入射到平面输出镜，通过平面输出镜反射后再垂直入射通过同侧的另一块光窗，反射输出的光带有平面输出镜的反射信息，从而实时监测平面输出镜性能变化情况。

进一步的，如上所述的一种激光陀螺反射镜性能在线测试装置，其中：放置球面输出镜、平面输出镜，球面全反射镜、腔平移镜、光窗的部位均采用光学加工，光洁度为III级。