[发明专利]一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置及方法

说明书

本发明的名称为一种红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试装置及方法。属于光学材料测试技术领域。它主要是解决现有装置无法对红外材料10.6μm光学辐射吸收系数测试的问题。其主要特征：包括控制面板、激光放置保护室、计算机处理系统、信息初始化电子模块、测试室、激光发生系统和测量系统；激光发生系统由红外CO₂激光发生器和电源系统组成，安置在激光放置保护室中；测量系统安置在测试室内；信息初始化电子模块一端与控制面板相连接，另一端与计算机处理系统相连接。本发明的装置具有操作简单、测试数据相对于实际生产所需要的数据更为准确的特点，主要用于10.6μm激光波长红外材料的辐射吸收系数的测试。

技术领域

本发明属于光学材料测试技术领域，具体涉及一种红外光学材料10.6μm光学辐射吸收系数性能测试装置及测试方法，主要用来测试红外材料10.6μm光学辐射吸收系数。

背景技术

随着红外光学系统在军用和民用领域的广泛应用，Ge、ZnS、ZnSe和硫系玻璃等红外材料被广泛应用于红外光学系统的透光器件，如用于工作波长10.6μm的CO₂激光的输出窗、透镜、半透光板（分光板）。而表征这样的光学器件质量的一个重要参数是在这种波长下的光学辐射吸收系数β。10.6μm光学辐射吸收系数作为光学材料的基本性能参数，也是光学设计时的重要参量。因此，准确测量红外材料的10.6μm光学辐射吸收系数变得越来越重要。而可见光范围内的光吸收系数测量已经有比较成熟的方法和测量仪器，其测量原理为当光束垂直入射玻璃的光强因吸收而减弱，通过测量玻璃白光的透射比来计算光吸收系数K值。

名称为一种光吸收系数测量装置及方法（201710374856.9）的中国发明专利，利用带有起偏、检偏器和半波片的激光光源、被测样品、移动平台、探测器和装有吸收系数测试程序的计算机搭建测试系统，并利用斜入射的测试方案；激光透过被测样品后会分成多数的反射光和透射光，该发明仅利用其中的第一次透射光展开测量，并针对O光和e光的不同特性分别测量，针对e光折射角不能直接计算的问题，利用迭代算法获得折射角的合理近似值，最终计算得出被测样品的吸收系数或针对O光和e光的不同吸收系数。该方法可以实现可见光光吸收系数的测试，但无法实现10.6μm波长的光吸收系数的测试。

名称为基于傅立叶变换红外光谱分析仪的半透明材料吸收系数测量方法（201310271945.2）的中国发明专利，利用试件的光谱透过率τ_λ与该试件材料的反射率ρ_λ，根据贝尔定律计算获得该试件材料的光谱吸收系数ka_λ，利用该试件材料的光谱吸收系数ka_λ，对全光谱进行积分，获得普朗克平均吸收系数ka_p和罗斯兰德平均吸收系数ka_R，并作为半透明材料吸收系数的测量结果。该方法只能测试半透明材料的吸收系数，而对于可见光不透的单晶Ge、单晶Si和硫系玻璃材料的10.6μm的吸收系数则不能测试。且由于傅立叶变化光谱仪的测试本身存在一定的误差，因此测试出的结果只能是某一波长范围的平均光吸收系数。