[其他]一种脉冲激光功率标定仪器无效

专利信息
申请号: 86105736 申请日: 1986-07-21
公开(公告)号: CN86105736B 公开(公告)日: 1988-11-23
发明(设计)人: 林幼娜;刘巽亮;邵北生;孟庆荣 申请(专利权)人: 北京工业学院
主分类号: G01J1/00 分类号: G01J1/00
代理公司: 北京工业学院专利事务所 代理人: 秦月贞
地址: 北京市西郊*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 脉冲 激光 功率 标定 仪器
【说明书】:

发明是一种标准的峰值功率可变的微弱激光光源,适用于在10-210-7宽度范围内建立脉冲激光功率的标准,特别适用于微弱光强度的标定。

目前国内外尚无较成熟的和定量的标定方法。现有的衰减器中如:J.P.5419763光衰减器及J.P.56161501光可变衰减器,是由两片半反镜,两个光电探测器,一个起偏镜,一个检偏镜,液晶及液晶供电电路,反馈控制电路构成。其结构复杂,成本高;在高能量下,有吸收饱和、使遮光材料脱落、烧坏等问题,因此不能做大功率能量下的衰减器,且其入射光是自然光,衰减后的光束是偏振光,改变了原光束结构。

本发明的目的是,建立很宽范围内的光能量与功率的标准,以较高精度实现对微弱光能量、功率的标定。

图1是标定仪器的装置简图:1是光源,2是衰减系统,3是监控系统,

图2是楔形衰减器的组成图〈&&〉,是光楔Ⅰ,2a2是光楔Ⅱ,2a3是斜方棱镜。

图3是光楔的光路图,

图4是差值(Is-Ip)与入射角P的关系曲线图,

图5是楔形衰减器的光路图。

本发明是由光源(1),衰减系统(2),监控系统(3)三部分组成。光源(1)是采用中、小功率固体调Q激光器;衰减系统(2)由楔形衰减器(2a)、阶梯衰减器(2b)及可变衰减器(2c)组成;监控系统(3)由脉宽监测装置(3a)及能量监测装置(3b)组成。

结合附图介绍本标定仪器的工作原理

〈&&〉为了精确地给出激光器输出的功率值,必须对每次发出光脉冲的能量和脉宽进行监测,我们把监测能量装置及监测脉宽装置总称为监控系统,为了能给出10-7W的标准峰值功率这个最小量值,必须将激光器发出的兆瓦级功率衰减到零点几微瓦,这需要一个最大衰减量达130分贝的衰减系统,其中至少100~130分贝之间连续可变,以保证微功率计的30分贝的动态范围。这样,由激光器发出的激光脉冲,经衰减系统与监控系统的处理即可达到标定的要求。本发明是以1.06μm波长的激光为基础,也适用于其它波长的光。

为了实现衰减量130db,且至少在100~130db之间连续可变,采用三级衰减:

1.第一级为楔形衰减器:见图2,除了要求它达到一定的衰减量(60分贝左右),还要求其入射光与出射光同轴,外形尺寸小以及偏振态对衰减量的影响小等,为了满足这些要求,采用两块相同的光楔(2a1)(2a2),相应放置(对于同级光,其对光楔(2a1)的入射角≡对光楔(2a2)的入射角,若取奇数同级光,两光楔楔角对向放置,若取偶数同级光,两光楔楔角同向放置),以使入射、出射光同向,在其后采用一块斜方棱镜(2a3)平移光轴,以实现入射、出射光轴的重合。它的衰减量是固定不变的,其破坏阈值较高,故将它作为衰减系统的第一级。

楔形衰减器的光楔是一个顶角A很小(3°±0.1°)的棱镜,见图3,来自光源的一束光,投射到光楔表面,产生反射和折射,进入光楔的光束在光楔的两个内表面之间往返连续进行反射,光楔内部的光束每投射到光楔内表面一次,就有一束光透射出去,投射次数愈多,出射的光强愈弱。现将光束在光楔内表面投射的次数用级来表示,每级的光强均可用菲涅耳公式计算出来,与光楔材料、楔角A、入射角B有关。光楔的各级分束光,都可以用作衰减光束。

1)楔角A:综合考虑对外形尺寸及对不同偏振态光的衰减量的影响,取楔角A=3°±0.1°

2)最佳入射角:入射角B取最佳角度时,入射激光脉冲的垂直偏振分量的衰减与平行偏振分量的衰减相差最小,可利用菲涅耳公式求出最佳入射角:

入射光垂直分量的折射率与反射率:

入射光平行分量的折射率与反射率

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