[发明专利]高反射元件在连续激光辐照下反射率和吸收实时测量方法

说明书

本发明公开了高反射元件在连续激光辐照下反射率和吸收实时测量方法，采用热透镜测量技术监测高反射光学元件在激光辐照过程中吸收损耗的实时变化，采用光腔衰荡技术同时监测高反射光学元件在激光辐照过程中反射率的实时变化。本发明可同时测量高反射光学元件的反射率和吸收，可监测高反射光学元件在激光辐照过程中反射率和吸收的动态变化过程，有助于评估光学元件的性能稳定性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种对光学元件参数的测量方法，特别是高反射元件在连续激光辐照下反射率和吸收实时测量方法。

背景技术

随着科学技术的不断进步与激光系统的快速发展，特别是近年来高功率激光系统的快速发展，对激光反射光学元件(普通反射镜、变形反射镜、倾斜镜等)提出了更为苛刻的要求。反射光学元件的反射率和吸收直接影响激光系统的性能指标，因此在高功率系统中反射光学元件反射率一般都大于99.9％，吸收小于100ppm。目前一般高反射光学元件出厂前，需对其反射率和吸收特性进行测量。吸收测量一般使用国际标准激光量热法(ISO11551:2003(E)–Test method for absorptance of optical laser components)测量其陪镀试验片的吸收损耗，其优点是吸收绝对值测量，测量灵敏度高，缺点是样品尺寸固定，时间分辨率低，不能实现在线测量；高反射率一般使用光腔衰荡技术测量。然而这些性能合格的高反射光学元件，在强激光辐照下，其材料内部可能产生色心和其他的物理或化学过程，导致其光学性能反射率和吸收将缓慢下降，直至灾难性损伤出现，光学元件使用寿命终结。因此测量和实时监测高反射光学元件在高功率激光辐照下反射率和吸收的实时变化和长时间稳定性对发展高光学性能、长使用寿命的光学元件，降低激光系统使用成本和维护成本具有重要意义。

以前各种测量方法对光学元件的反射率和吸收的测量都是在相对较弱的激光测试环境，所测的测量结果不能反映光学元件在实际高功率激光辐照运行环境中的情况。而且以前一般采用不同装置分别测量其反射率和吸收，不能保证其测试的是同一个位置，元件处于同一个状态，而且装置复杂，操作麻烦，无法实现同时在线测量。为了能更好的评估高反射光学元件在高功率激光辐照环境中在线工作性能，明晰高反射光学元件性能变化规律和使用寿命，进一步改善薄膜镀制工艺，保证激光系统长时间稳定运行，发展一种同时监测高反射光学元件在连续激光辐照下反射率和吸收实时变化的方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的技术解决问题：克服现有反射率和吸收测量技术的不足，提供一种同时监测激光辐照下高反射光学元件反射率和吸收变化的测量方法，为光学元件激光辐照下光学性能稳定性和使用寿命评估提供技术手段。该方法可以实时监测高反射光学元件在高功率激光辐照下反射率的实时变化情况，并具有结构简单、灵敏度高、实用性强等优点。

本发明采用的技术方案是采用光腔衰荡技术和表面热透镜技术分别测量光学元件的反射率和吸收，在辐照激光的辐照时间内，同时监测其测试腔的衰荡时间和表面热透镜信号，通过计算得到待测光学元件反射率和吸收的实时变化情况。

具体实施步骤如下：