[发明专利]一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统及方法在审
申请号: | 202110093445.9 | 申请日: | 2021-01-22 |
公开(公告)号: | CN112857752A | 公开(公告)日: | 2021-05-28 |
发明(设计)人: | 李斌成;王静 | 申请(专利权)人: | 成都技致光电科技有限公司 |
主分类号: | G01M11/02 | 分类号: | G01M11/02 |
代理公司: | 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 | 代理人: | 张超 |
地址: | 610000 四川省成都*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 光学 元件 分辨 散射 绝对 测量 系统 方法 | ||
本发明公开了一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统及方法,该方法基于光腔衰荡技术,同时测量光学元件的角分辨散射光腔衰荡信号和输出腔镜透射的光腔衰荡信号,获得两光腔衰荡信号幅值的比值,通过定标输出腔镜的透过率得到光学元件的角分辨散射绝对值,通过沿角度方向旋转散射测量光电探测器位置获得光学元件的角分辨散射分布。本发明的目的在于提供一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统及方法,基于光腔衰荡技术提高散射测量灵敏度和消除杂散光影响,并利用极低的高反射腔镜透过率对角分辨散射进行标定,提高了微弱散射的绝对测量精度。
技术领域
本发明涉及光学元件的光学特性测试技术领域,尤其涉及一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统及方法。
背景技术
光学元件的散射特性是其重要的光学特性参数,散射损耗不仅降低光学系统的光能量透过率,而且影响光学系统的成像质量。同时角分辨散射分布也包含了光学元件表面质量的信息,通过测量光学元件的角分辨散射分布特性,可反演出光学元件的表面加工特性,为高性能光学元件的加工提供测量数据。因此,准确测量光学元件的角分辨散射特性尤为重要。
光学元件角分辨散射的测量一般采用分光光度方法,即通过直接在某一角度采用光电探测器测量一定立体角范围(由光电探测器的光收集面积和探测器与光学元件被测点之间的距离确定)的散射光强度与入射光强度的比值确定散射大小。对于表面质量好的高性能光学元件,其散射强度很低,而光学元件散射测量所用激光光源的输出功率一般在10mW量级,角分辨散射测量所测的散射光强度一般在nW量级或者更低,所以测量角分辨散射所用的光电探测器不仅要求极高的探测灵敏度,而且要求极大的动态范围(至少10个数量级)。同时,角分辨散射测量通常采用已知散射接近100%的标准光学元件样品对散射信号强度进行标定,这种由高散射值标定极低散射值的方法必定导致较高的绝对测量误差。另外,为了抑制或消除散射测量系统中由激光光源和系统中使用的光学元件产生的杂散光对散射测量的影响,通常采用长的光束整形光路、复杂的光束滤波和光栏等方式消除杂散光,使散射测量光学系统复杂化,对准调节困难,成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统及方法,基于光腔衰荡技术提高散射测量灵敏度和消除杂散光影响,并利用极低的高反射腔镜透过率对角分辨散射进行标定,提高了微弱散射的绝对测量精度。
本发明通过下述技术方案实现:
一种光学元件角分辨散射的绝对测量系统,其特征在于,包括探测激光光源、衰荡光腔、第一光腔衰荡信号探测单元、样品承载台、第二光腔衰荡信号探测单元、函数发生器、数据采集卡以及计算机;
所述探测激光光源,用于向所述衰荡光腔输入探测激光束;
所述函数发生器,用于对所述探测激光光源的输出进行强度周期性调制;
所述衰荡光腔,用于对所述探测激光束进行腔内多次反射累积,以便在所述探测激光光源强度周期性调制下降沿获取光腔衰荡信号;
所述样品承载台放置于所述衰荡光腔中,用于放置待测光学元件;
所述第一光腔衰荡信号探测单元,用于获取第一光腔衰荡信号;其中,所述第一光腔衰荡信号为从所述衰荡光腔的输出腔镜透射出来的所述光腔衰荡信号;
所述第二光腔衰荡信号探测单元,用于获取第二光腔衰荡信号,所述第二光腔衰荡信号为所述待测光学元件从所述衰荡光腔散射出来的所述光腔衰荡信号;
所述数据采集卡,用于采集所述第一光腔衰荡信号和所述第二光腔衰荡信号;
所述计算机,用于根据单指数衰减函数拟合所述数据采集卡采集的所述第一光腔衰荡信号的幅值I00和所述第二光腔衰荡信号的幅值I01,并根据下式获取所述待测光学元件的角分辨散射绝对值;
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