[发明专利]一种用于光学元件反射率/透过率测量的综合测量装置

摘要

本发明涉及一种用于光学元件反射率/透过率测量的综合测量装置，其中：激光光源分束成两束激光，一束激光耦合进入到稳定的光学谐振腔，采用光腔衰荡技术测量高反射光学元件(反射率大于99％)的反射率或高透射光学元件(透过率大于99％)的透过率；另一束激光进入分光光度法测量光路，利用比率法测量反射/透射光学元件(反射率/透过率小于99％)的反射率/透过率。本发明方法能测量反射/透射光学元件任意的反射率/透过率，并对高反射率/透过率测量的测量精度比传统分光光度技术高至少2个数量级。

主权项

一种用于光学元件反射率/透过率测量的综合测量装置，其特征在于：(1)光源1发出的激光束经过平面反射镜2和偏振片3后，由平面镜4分束成两束激光；其中一束激光经平面镜4透射耦合到初始光学谐振腔中，所述初始光学谐振腔由平面镜4和两块相同的平凹高反射镜5和6构成折叠腔，腔长为L0；激光束从平面镜4注入光学谐振腔，由平凹高反射镜5即平凹高反射输出腔镜输出，输出的光腔衰荡信号经聚焦透镜7聚焦后由光电探测器8测量，数据采集卡16记录并输入计算机17存储和处理，将测得的光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到初始光学谐振腔衰荡时间τ0；在初始光学谐振腔内根据使用角度加入待测高反测试样品9(反射率大于99％)，并相应地移动平凹高反射镜6构成测试光学谐振腔，测试腔腔长与初始腔腔长一致，将测得的测试光学谐振腔光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到测试光学谐振腔衰荡时间τ1，经计算得到待测光学元件反射率R＝L0(1/cτ0‑1/cτ1)，c为光速；(2)按(1)所述测量光腔衰荡信号并按单指数衰减函数拟合得到初始光学谐振腔衰荡时间τ0之后，在(1)所述初始光学谐振腔中根据使用角度插入待测高透光学元件(透射率大于99％)构成测试光学谐振腔；将测得的测试光学谐振腔光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到测试光学谐振腔衰荡时间τ1，经计算得到待测光学元件的透过率其中ns为待测光学元件折射率，d为待测光学元件厚度；(3)经平面镜4反射的另一束激光束进入分光光度法测量光路部分，由平面或凹面反射镜10、偏振片11、小孔光阑12、聚焦透镜14和光电探测器15组成。首先在未插入测试光学元件时，当反射测试光学元件13反射率小于99％但大于1％时，光束经反射镜10，偏振片11，小孔光阑12和透镜14(未加入测试光学元件13)聚焦到光电探测器15上，数据采集卡16记录并输入计算机17处理及存储，测得参考信号电压幅度为P0；在样品位置处根据使用角度加入待测反射测试光学元件13，并将透镜14和光电探测器15移动到相应位置，经测试光学元件13反射的光束经过透镜14聚焦到光电探测器15上，数据采集卡16记录并输入计算机17处理及存储，测得测试信号电压幅度为P1；反射测试光学元件13的反射率为当反射测试光学元件13的反射率小于％1时，在样品位置处先加入已知反射率的参考光学元件，测得参考信号电压幅度为P0；加入待测反射测试光学元件后，测得测试信号电压幅度为P1；已知参考光学元件的反射率为R0,则测试光学元件的反射率为(4)当透射测试光学元件13的透过率小于99％但大于1％，按(3)所述未加测试光学元件测得参考信号电压幅度P0后，在样品位置处根据使用角度插入透射测试光学元件13，经过测试光学元件13的透射光经过透镜14聚焦到光电探测器15上，数据采集卡16记录并输入计算机17处理及存储，测得测试信号电压幅度为P1；透射测试光学元件的透过率为当透射测试光学元件13的透过率小于1％时，在样品位置处先加入已知透过率的参考光学元件，测得参考信号电压幅度为P0；加入待测光学元件后，测得测试信号电压幅度为P1；已知参考光学元件的透过率为T0,则测试光学元件的透过率为。