[发明专利]一种光学薄膜激光损伤阈值快速测量装置

摘要

本发明公开了一种光学薄膜激光损伤阈值快速测量装置，其包括上位机(1)、系统控制器(2)、激光电源(3)、激光器(4)、分光镜A(5)、激光束辐照单元、能量密度标定单元、光学薄膜损伤判识单元、脉宽探测单元(8)和一维运动台(9)；该装置采用由扩束镜、达曼光栅和透镜组成的分束聚焦单元A(501)和分束聚焦单元B(602)来实现对入射激光束均匀分束，单发脉冲实现不少于10个阵列测试点的辐照测量，各聚焦点光场强度分布均匀，各子光束间的能量偏差不大于±1％，在焦平面上各子光斑的排列形式为1×N或N×N，相对于传统的单发脉冲只测量一个测试点，测量周期缩短了十倍以上，能够快速准确地测量出光学薄膜的激光损伤阈值。

主权项

1.一种光学薄膜激光损伤阈值快速测量装置，其特征在于包括上位机(1)、系统控制器(2)、激光电源(3)、激光器(4)、分光镜A(5)、激光束辐照单元、能量密度标定单元、光学薄膜损伤判识单元、脉宽探测单元(8)和一维运动台(9)；所述的上位机(1)为工控计算机；所述的系统控制器(2)为基于单片机的控制系统；所述的激光电源(3)为脉冲触发式高压电源，分别与系统控制器(2)和激光器(4)相连接；所述的激光器(4)为毫秒量级、微秒量级、纳秒量级或皮秒量级脉冲宽度的脉冲激光器，输出波长为1064nm、1050nm、532nm或355nm，重复频率位于1Hz～100Hz间；所述的分光镜A(5)为表面镀制对45度入射激光波长分光膜的平面镜，与入射激光光路呈45度角放置，反射光和透射光强度比例不小于100:1；所述的激光束辐照单元由分束聚焦单元A(501)和载物台(502)组成；所述的能量密度标定单元由分光镜B(6)、能量探测器(601)、分束聚焦单元B(602)、光阑(603)和图像传感器A(604)组成；所述的分光镜B(6)为表面镀制对45度入射激光波长分光膜的平面镜，与入射激光光路呈45度角放置，反射光和透射光强度比例不小于9:1；所述光学薄膜损伤判识单元由成像光学系统(7)和图像传感器B(701)组成；所述的成像光学系统(7)为显微光学镜头，其放大倍率调节范围为1～10；所述的脉宽探测单元(8)为高速光电探测器，其上升沿时间的十倍不大于激光器(4)发射的激光脉冲宽度；所述的一维运动台(9)为一维电控运动台；所述的分束聚焦单元A(501)和分束聚焦单元B(602)为由扩束镜、达曼光栅和透镜组成的折衍射混合光学系统，透镜焦距不小于40mm；所述的载物台(502)为二维电控平面运动台，通过螺钉固定在一维电动运动台9上；所述的能量探测器(601)为热释电探测器，最大单脉冲能量测量值不大于30mJ；所述的光阑(603)为含有小孔的金属薄片，位于分束聚焦单元B(602)和图像传感器A(604)之间，固定在图像传感器A(604)的入口；所述的图像传感器A(604)和图像传感器B(701)为CCD相机或CMOS相机，图像传感器A(604)的探测面与分束聚焦单元B(602)的焦平面重合。