精確測量高功率激光環境中光學鏡片透過率的裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于激光器技術領域，特別設及一種精確測量高功率激光環境中光學鏡片 透過率的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 光學鏡片透過率是對光學鏡片的福射光通量反映和成像質量評價的一個重要參 考量，因此對其進行的測量非常重要。
[0003] 對于光學鏡片透過率的測量人們做過大量的研究，也取得了一定的進展。過去多 采用傳統的單通道測量法，即光束通過被測鏡片得到的光通量與光束未通過被測鏡片得到 的光通量的比值。單通道測試法裝置結構簡單，便于操作，但其最大缺點在于此法會由于光 源本身功率波動造成前后兩次測試的福射光通量抖動，從而引起整個測試的不準確性。
[0004] 為了彌補單通道測試系統的不足，可用雙通道測試系統進行透過率測試。一種 現有的測試方案為分光光度計法，運種方法雖然可W精確的測量鏡片透過率，但其鏡片透 過率都是在低功率情況下測得的，而鏡片本身在高能強光照射狀態下的特性很可能發生變 化，所W低功率狀態下的測試無法說明高功率情況。此外，利用分光光度計測量時，多對待 測鏡片的厚度有要求，且其對鏡片上的采光區域較小。
[0005] 另外一種現有的測試裝置如圖1所示，它可W利用透射光路和反射光路實現高功 率情況下鏡片透射率的測試。雖然運種方法擬棄了光源本身穩定性的影響，且可W在高能 狀態下測量，但如圖1可見，分光片有前后兩個表面，反射光中既有前表面反射光，又有后 表面反射光，由于二者光程不同，所W由襯底吸收等導致的功率變化趨勢也不盡相同，若不 區分對待，會給測試結果引入誤差。另外，待測鏡片放置的角度和位置變化時，會間接改變 激光入射角度和照射位置，從而其本身透過率會產生微小變化，因此，在對多片待測鏡片透 過率進行測量時，需要校準各片的位置和角度。
[0006] 另一方面，透射率的高低不僅受光學鏡片本身（內部氣泡、污物等）的影響，鍛膜 鏡片上膜系均勻性的影響也十分明顯，而目前的透過率檢測多針對小口徑或用點光源來測 量，運就很有可能在不同位置處測得的透過率出現明顯差異，因此對于大口徑光學鏡片不 能得到十分準確的透過率，運就需要測量鏡片的大口徑透射率。
【發明內容】
[0007] (一）要解決的技術問題
[0008] 本發明旨在有效地消除光源功率不穩定、分光片前后表面反射、鍛膜鏡片膜系均 勻性等因素對光學鏡片透過率測量結果，W及測量結果重復性的影響。
[0009] (二）技術方案
[0010] 本發明提出一種光學鏡片透過率測量裝置，包括激光光源、光束擴束裝置、45°角 分光比50/50的鍛膜分光片、補償片、狹縫、第一功率計和第二功率計，其中，所述激光光源 用于產生高功率激光；所述光束擴束裝置用于將激光光源發射的激光進行整形和擴束；所 述45°角分光比50/50的分光片用于接收光束擴束裝置輸出的測試激光并將其分成透射 光和反射光，該分光片具有兩個相對的平行反射面，其中的一個反射面上具有鍛膜；所述補 償片置于所述分光片的具有鍛膜的一側，用于接收并透射分光片輸出的透射光和反射光中 的一個，W補償從鍛膜分光片輸出的激光的襯底吸收；所述狹縫用于對從所述分光片反射 的激光進行約束，W便只允許從所述分光片的具有鍛膜的反射面反射的激光通過；所述第 一功率計用于探測通過所述狹縫的激光的功率；所述第二功率計用于探測從待測鏡片透射 的激光的功率。
[0011] 根據本發明的優選實施方式，光學鏡片透過率測量裝置還包括鏡片校準裝置，其 用于對待測鏡片進行的位置和角度進行校準。
[0012] 根據本發明的優選實施方式，待測鏡片校準裝置包括激光標示儀、小孔光闊和反 射鏡，其中，所述激光標示儀輸出用于校準的激光，該激光由待測鏡片反射后通過小孔光闊 入射到反射鏡，所述待測鏡片的位置及角度使該反射鏡反射的激光繼續通過該小孔光闊原 路返回，完成待測鏡片位置及角度校準。
[0013] 根據本發明的優選實施方式，光學鏡片透過率測量裝置還包括密封盒，其用于對 所述光學鏡片透過率測量裝置的光路和元件進行密封。
[0014] 根據本發明的優選實施方式，光學鏡片透過率測量裝置所述密封盒中充有保護氣 體。
[0015] 本發明還提出一種光學鏡片透過率測量方法，使用前述的光學鏡片透過率測量裝 置，并包括如下步驟：
[0016] S1、打開所述激光光源，記錄此時第一功率計和第二功率計的讀數Pi和？2,得到功 率比值C= ?1化；
[0017] S2、將待測鏡片放入所述光學鏡片透過率測量裝置的透射光路中，利用待測鏡片 校準裝置調整待測鏡片的位置和角度，讀取第一功率計和第二的讀數P/與P2';
[0018] S3、通過下列公式計算待測鏡片的透過率T:
[0019] T=P2'c/Pi'。
[0020] (S)有益效果
[0021] 本發明提出的一種精確測量高功率激光環境中光學鏡片透過率的方法和裝置，對 光源穩定性要求相對較低，對待測鏡片厚度無要求，可W消除分光片前后表面反射、光學鍛 膜鏡片膜系均勻性等對測試結果的影響，并且通過光束擴束裝置可W實現對待測鏡片透過 率的大口徑測試。
【附圖說明】
[0022] 圖1是現有的利用分光片進行光學鏡片透射率測試的方案圖；
[0023] 圖2是本發明提出的精確測量高功率激光環境中光學鏡片透過率的測試裝置的 第一實施例的結構示意圖.
[0024]圖3是本發明提出的精確測量高功率激光環境中光學鏡片透過率的測試裝置第 二實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[00巧]本發明提出的精確測量高功率激光環境中光學鏡片透過率的裝置采用雙光路等 光程測量，包括激光光源、光束擴束裝置、45°角分光比50/50的鍛膜分光片、補償片、待測 鏡片校準裝置、狹縫、第一功率計和第二功率計。
[00%] 激光光源用于產生高功率激光。
[0027]光束擴束裝置用于將激光光源發射的激光進行整形和擴束。所述的光束擴束裝置 將光源激光變換擴大，從而可W對待測鏡片進行大口徑透過率測量。
[0028] 45°角分光比50/50的分光片用于接收光束擴束裝置輸出的測試激光并將其分 成透射光和反射光。該分光片具有兩個相對的平行反射面，其中的一個反射面上具有鍛膜。 所述的45°角分光比50/50鍛膜分光片與激光光軸成45°角放置。
[0029] 補償片置于分光片的具有鍛膜的一側，用于接收并透射分光片輸出透射光和反射 光中的一個，W補償從鍛膜分光片輸出的激光的襯底吸收。所述補償片的材料、厚度與所述 45°角分光比50/50鍛膜分光片完全相同，且與激光光路也成45°角放置。
[0030] 狹縫用于對從所述分光片反射的激光進行約束，W便只允許從所述分光片的具有 鍛膜的反射面反射的激光通過。
[0031] 第一功率計用于探測通過狹縫的激光的功率。
[0032] 第二功率計用于探測從待測鏡片透射的激光的功率。
[0033] 鏡片校準裝置用于對待測鏡片進行的位置和角度進行校準，W便保證多次測量時 待測鏡片放置位置、角度相同，消除待測鏡片放置不同引入的測量誤差。
[0034] 待測鏡片放置在鍛膜分光片的透射光的光路上。
[0035]待測鏡片校準裝置的一種實施方式是包括激光標示儀、小孔光闊和反射鏡。激光 標示儀輸出用于校準的激光，該激光由待測鏡片反射后通過小孔光闊入射到反射鏡，調整 待測鏡片位置及角度使反射鏡反射的激光繼續通過小孔光闊原路返回，完成待測鏡片位置 及角度校準。
[0036] 激光光源發出的光經過光束擴束裝置后，入射到45°角分光比50/50鍛膜分光片 上，利用狹縫對反射激光進行約束，只允許分光片鍛膜面的反射光通過，并入射到第一功率 計。透射過待測鏡片的激光輸出后最終入射到第二功率計。
[0037]優選的，本發明的測量裝置還包括密封盒，密封盒用于上述各元件密封。密封盒內 可充入成等保護氣體，W防止大氣環境等因素等對測試結果的帶來影響。
[0038] 待測鏡片透射率測量步驟為：
[0039] S1、打開激光光源，記錄此時第一功率計和第二功率計的讀數Pi和P2,得到功率比 值C=P1/P2;
[0040] S2、將待測鏡片放入測量裝置的透射光路中，利用待測鏡片校準裝置調整待測鏡 片的位置和角度，讀取第一功率計和第二的讀數P/與P2';
[0041] S3、通過下列公式計算待測鏡片的透過率T:
[0042]T=P/c/P/o
[0043] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，W下結合具體實施例，并參照 附圖，對本