[发明专利]一种同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法

权利要求书

1.一种基于光腔衰荡技术同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法，其实现步骤如下：

步骤(1)、将一束激光光束注入到稳定的初始光学谐振腔，所述初始光学谐振腔由两块相同的平凹高反射镜构成直型腔或者由一块平面反射镜和两块相同的平凹高反射镜构成“V”型腔，腔长为L₀,探测光束从耦合镜注入谐振腔，由平凹高反射输出腔镜输出，输出的光腔衰荡信号由第一个光电探测器测量；将测得的光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到初始光学谐振腔的衰荡时间τ₀；

步骤(2)、在初始光学谐振腔内根据使用角度加入待测光学元件，如果待测光学元件是高透射光学元件，不需要移动平凹高反射腔镜构成稳定的测试光学谐振腔；如果待测光学元件是高反射光学元件，相应地移动平凹高反射输出腔镜构成稳定的测试光学谐振腔；腔长为L₁，从待测高反射/高透射光学元件的透射/反射光强信号由第二个光电探测器测量，高反射/高透射光学元件的散射光强信号由积分半球或离轴抛面镜聚焦到第三个光电探测器测量；待测光学元件可放置于二维平移台上，同时记录三个光电探测器在相同时刻所测光强信号，I₀为第一个光电探测器探测得到的光强信号，I₁为第二个光电探测器探测得到的光强信号，I₂为第三个光电探测器探测得到的光强信号，通过对第二个与第一个探测器的放大倍数比值M₁，第三个与第一个探测器的放大倍数比值M₂和输出腔镜透过率T₀的定标得到待测高反射/高透射光学元件的透过率T/反射率R为I₁T₀/I₀M₁和散射损耗S＝I₂T₀/I₀M₂；关断激光，将第一个或第二个探测器测得的光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到测试光学谐振腔衰荡时间τ₁，经计算得到待测高反射光学元件的反射率R＝(L₀/cτ₀-L₁/cτ₁)或待测高透射光学元件的透过率其中c为光速，n_s为待测光学元件折射率，d为待测光学元件厚度；通过计算得到光学元件的吸收损耗A＝1-R-T-S。

2.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡技术同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法，其特征在于：所述的激光光束为脉冲激光或连续激光， 连续激光采用半导体激光器或二极管泵浦的固体激光器或者气体激光器产生。

3.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡技术同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法，其特征在于：所述的激光光束为TEM₀₀模光束。

4.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡技术同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法，其特征在于：组成初始光学谐振腔和测试光学谐振腔的两块平凹高反射镜的反射率均大于99％。

5.根据权利要求1所述的一种基于光腔衰荡技术同时测量高反射/高透射光学元件的反射率、透过率、散射损耗和吸收损耗的方法，其特征在于：所述初始光学谐振腔和测试光学谐振腔均为稳定腔，初始光学谐振腔腔长L₀和测试光学谐振腔长L₁满足0L₀2r，0L₁2r，其中r为平凹高反射镜凹面的曲率半径。