[发明专利]基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置及方法

权利要求书

1.基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置，其特征在于：包括有分别朝向被测样品表面的泵浦光源、探测光源、光电探测器和波长可调谐光源，所述的泵浦光源和被测样品之间设置有泵浦光聚焦装置，所述的探测光源和被测样品之间设置有第一探测光聚焦装置，所述的光电探测器和被测样品之间设置有第二探测光聚焦装置，所述的波长可调谐光源和被测样品之间顺次设置有可调谐光源分束装置、可调谐光源聚焦装置、光束准直装置和参考镜，干涉光聚焦装置朝向可调谐光源分束装置，从参考镜表面和被测样品表面反射回去的光发生干涉，干涉光依次通过光束准直装置、可调谐光源聚焦装置、可调谐光源分束装置、干涉光聚焦装置后进入干涉光强探测装置。

2.根据权利要求1所述的基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置，其特征在于：所述的泵浦光源和泵浦光聚焦装置之间设置有泵浦光束调制装置。

3.根据权利要求1所述的基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置，其特征在于：所述的第二探测光聚焦装置和光电探测器之间顺次设置有探测光分束装置、探测光空间滤光装置和滤光装置。

4.根据权利要求1所述的基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置，其特征在于：所述的第二探测光聚焦装置和光电探测器之间的光路设置有探测光功率监测装置。

5.根据权利要求1所述的基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置，其特征在于：所述的被测样品表面反射的泵浦光由泵浦光收集装置收集。

6.根据权利要求1所述的基于波长移相干涉的光热表面变形检测标定装置的检测标定方法，其特征在于：包括有以下步骤：首先被测样品在未产生表面热变形时，波长可调谐光源从选定的起始波长λ₀开始，以一定的波长步距Δλ依次改变波长，干涉光强探测装置记录下不同波长下的干涉结果，根据加权多步波长移相算法测量被测样品的初始面形结果W₀；然后，利用泵浦光源激发被测样品表面产生热变形，波长可调谐光源再从选定的起始波长λ₀开始，以一定的波长步距Δλ依次改变波长，干涉光强探测装置记录下不同波长下的干涉结果，根据加权多步波长移相算法测量被测样品在泵浦激光照射下的面形结果W₁；最后通过对面形结果W₁和初始面形结果W₀的比对分析，获得激光诱导所引起的被测样品表面热变形量h，根据表面热变形量h，结合被测样品的热物理参数获得被测样品的实际吸收率结果。

7.根据权利要求6所述的检测标定方法，其特征在于：所述的泵浦光源激发被测样品表面产生热变形的具体过程为：由泵浦光源发出的泵浦光束经过泵浦光束调制装置后被调制，再经过泵浦光聚焦装置后聚焦到被测样品表面激发产生表面热变形；由探测光源发出的探测光束经过第一探测光聚焦装置后也聚焦到被测样品表面，与泵浦光斑重合；由被测样品表反射的探测光由第二探测光聚焦装置收集、再依次经过探测光分束装置、探测光空间滤光装置和滤光装置后，进入光电探测器进行探测，光电探测器输出信号利用锁相检测技术探测，以与被调制的泵浦光束的调制频率相同的交流信号作为锁相检测的参考信号，只有泵浦光束诱导产生光热信号能够被锁相放大器测出，其它外部噪声都被滤掉。

8.根据权利要求6所述的检测标定方法，其特征在于：所述的波长可调谐光源发出的光束依次经过可调谐光源分束装置、可调谐光源聚焦装置和光束准直装置后达到参考镜，一部分光从参考镜表面反射回去，另一部分光透过参考镜后到达被测样品表面并反射回去，从参考镜表面和被测样品表面反射回去的光发生干涉，并依次通过光束准直装置、可调谐光源分束装置、可调谐光源聚焦装置、干涉光聚焦装置后进入干涉光强探测装置，实现不同波长下干涉结果的记录。

9.根据权利要求7所述的检测标定方法，其特征在于：所述的被测样品表面反射的探测光通过探测光功率监测装置对探测光的功率进行实时监测。