双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置及方法，该装置包括相干光源、干涉光路、第一光电探测器、第二光电探测器、采集卡和上位机，本发明专利技术通过干涉光路中的电子快门将整个测试过程分为周期的曝光过程与采集过程，曝光时双光束干涉光路中的两个光束均同时照射在体全息材料表面，采集时双光束干涉光路中只有一束光照射在体全息材料表面，光电探测器进行数据采集。本发明专利技术采用了与曝光过程中入射光束完全一致的入射光进行衍射测试，因此总能保证Bragg角度高精度匹配，不会受到安装不一致、材料收缩等因素的影响。由于测量所使用波长与记录波长一致，因此整个过程中只需要一台激光器，不需要探测波长避开吸收光谱区。

Real-time Sensitivity Testing Device and Method for Dual Detectors Time Division Multiplexing Volume Holographic Materials

【技术实现步骤摘要】
双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置及方法
本专利技术涉及体全息材料领域，尤其涉及双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置及方法。
技术介绍
体全息技术被视为下一代只读存储技术的候选技术之一，已经得到科研以及大型企业的密切关注。体全息技术的实现离不开高性能体全息图存储介质，世界各国均在对高性能体全息存储介质进行研究开发。体全息存储介质的研究开发过程中需要对体全息存储介质的灵敏度进行测量，现有方案通常都采用双波长进行体全息存储介质灵敏度实时测量，其方法为采用波长1进行干涉记录，采用波长2进行衍射光强探测，通过测量波长2的衍射效率来判断存储介质的灵敏度高低，该方法面临了如下问题：(1)当存储介质存在一定收缩时，实时测量过程中探测光会因为收缩而无法动态保证Bragg角度匹配，进而影响测量结果；(2)每一次重新安装存储介质的同时，受安装过程的细微误差，也会影响到Bragg角度匹配，进而影响测量结果；(3)当切换存储介质种类时，存储介质的吸收谱需要进行测定并选择新的波长2以便避开存储介质的高吸收光谱区，进而导致激光器的大量投入。双波长方案的这些问题特别不适合研发过程中的体全息存储介质灵敏度测试，因为研发过程中的体全息存储介质往往存在收缩率高、制作一致性较差以及成分调整引起的吸收谱变化等。
技术实现思路
针对上述现有体全息存储介质灵敏度实时测试方法所存在的问题，本专利技术提出了一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置及方法，本专利技术让干涉光路中的一个支路进行周期的打开与关闭，采用两个探测器进行双光路光强信号的采集，对双探测器的信号进行处理可实现曝光过程中的衍射效率测量。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提出了一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，包括相干光源、干涉光路、第一光电探测器、第二光电探测器、采集卡和上位机，其中：相干光源，用于提供具有一定相干性的相干光。干涉光路，将相干光源提供的相干光分成两束，再使这两束相干光在体全息材料所处位置发生干涉。第一光电探测器和第二光电探测器，用于对干涉光路中干涉后的光束进行强度探测。采集卡，用于采集第一光电探测器和第二光电探测器输出的电压信号并转换成数字信号。上位机，用于处理和存储采集卡得到的数字信号。进一步的，所述干涉光路包括第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜、第二电子快门和第二半波片，所述第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜分别依次设置，所述第二电子快门和第二半波片分别设置于偏振分光棱镜的两个分光方向。具体的，所述相干光源提供的相干光依次通过第一电子快门、第一半波片和偏振分光棱镜后被分为两束，其中一束通过第二电子快门后照射到体全息材料上，另一束通过第二半波片后照射体全息材料上，然后两束相干光分别由第一光电探测器和第二光电探测器进行强度探测。进一步的，所述干涉光路还包括扩束镜和光阑，所述扩束镜和光阑依次设置于第一电子快门和第一半波片之间。进一步的，所述干涉光路还包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设置于第一光电探测器前方，所述所述第二透镜设置于第二光电探测器前方。进一步的，所述相干光源为相干长度大于10毫米的激光光源。进一步的，所述光电探测器的采样率不低于1kHz。进一步的，所述采集卡的采集率高于光电探测器采样率。此外，本专利技术还提出了一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试方法，包括以下步骤：步骤一：调整干涉光路使其所产生的两束相干光具有一致的功率及偏振态；步骤二：关闭第一电子快门和第二电子快门，采集第一光电探测器与第二光电探测器的本底信号强度B1、B2；步骤三：打开第一电子快门和第二电子快门，采集第一光电探测器与第二光电探测器的在没有放置体全息材料时的信号强度步骤四：放置体全息材料于干涉光路中的干涉位置；步骤五：打开第一电子快门，第二电子快门处于周期性的开关状态，其中关闭时间占周期的5％以下，每当第二电子快门关闭时，采集第一光电探测器与第二光电探测器的信号强度P1、P2；步骤六：将上述步骤中的B1、B2、P1、P2代入下式得到某一次采集时的衍射效率：进一步的，所述第二电子快门的最短关闭时间小于0.1秒。本专利技术通过干涉光路的电子快门将整个测试过程分为周期的曝光过程与采集过程，曝光时双光束干涉光路中的两个光束均同时照射在体全息材料表面，采集时双光束干涉光路中只有一束光照射在体全息材料表面，光电探测器进行数据采集。本专利技术的有益效果在于：(1)采用了与曝光过程中入射光束完全一致的入射光进行衍射测试，因此总能保证Bragg角度高精度匹配，不会受到安装不一致、材料收缩等因素的影响；(2)由于测量所使用波长与记录波长一致，因此整个过程中只需要一台激光器，不需要探测波长避开吸收光谱区。附图说明图1是本专利技术的原理示意图；图2是实施例中第一电子快门与第二电子快门的开关时间关系图；图3是校正前后的衍射效率测试结果；附图标记：1-相干光源、2-干涉光路、3-第一光电探测器、4-第二光电探测器、5-采集卡、6-上位机、7-体全息材料；21-第一电子快门、22-扩束镜、23-光阑、24-第一半波片、25-偏振分光棱镜、26-第二电子快门、27-第二半波片、28-第一透镜、29-第二透镜。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，本实施例提供了一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，包括相干光源1、干涉光路2、第一光电探测器3、第二光电探测器4、采集卡5和上位机6，其中，相干光源1用于提供具有一定相干性的相干光，干涉光路2将相干光源1提供的相干光分成两束，再使这两束相干光在体全息材料7所处位置发生干涉，第一光电探测器3和第二光电探测器4用于对干涉光路2中干涉后的光束进行强度探测，采集卡5用于采集第一光电探测器3和第二光电探测器4输出的电压信号并转换成数字信号，上位机6用于处理和存储采集卡5得到的数字信号。具体的，干涉光路2包括第一电子快门21、扩束镜22、光阑23、第一半波片24、偏振分光棱镜25、第二电子快门26、第二半波片27、第一透镜28和第二透镜29，第一电子快门21、扩束镜22、光阑23、第一半波片24、偏振分光棱镜25分别依次设置，第二电子快门26和第二半波片27分别设置于偏振分光棱镜25的两个分光方向，第一透镜28设置于第一光电探测器3前方，第二透镜29设置于第二光电探测器4前方。上述测试装置的工作过程为：相干光源1提供的相干光首先通过第一电子快门21，然后通过扩束镜22进行扩束，经过光阑23达到需要的光束尺寸，再通过第一半波片24进行偏振态的调整，光束通过偏振分光棱镜25(PBS)后被分为两束(分束比由第一半波片24调整为1：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，其特征在于，包括相干光源、干涉光路、第一光电探测器、第二光电探测器、采集卡和上位机，其中：相干光源，用于提供具有一定相干性的相干光；干涉光路，将相干光源提供的相干光分成两束，再使这两束相干光在体全息材料所处位置发生干涉；第一光电探测器和第二光电探测器，用于对干涉光路中干涉后的光束进行强度探测；采集卡，用于采集第一光电探测器和第二光电探测器输出的电压信号并转换成数字信号；上位机，用于处理和存储采集卡得到的数字信号；所述干涉光路包括第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜、第二电子快门和第二半波片，所述第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜分别依次设置，所述第二电子快门和第二半波片分别设置于偏振分光棱镜的两个分光方向；所述相干光源提供的相干光依次通过第一电子快门、第一半波片和偏振分光棱镜后被分为两束，其中一束通过第二电子快门后照射到体全息材料上，另一束通过第二半波片后照射体全息材料上，然后两束相干光分别由第一光电探测器和第二光电探测器进行强度探测。

【技术特征摘要】
1.一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，其特征在于，包括相干光源、干涉光路、第一光电探测器、第二光电探测器、采集卡和上位机，其中：相干光源，用于提供具有一定相干性的相干光；干涉光路，将相干光源提供的相干光分成两束，再使这两束相干光在体全息材料所处位置发生干涉；第一光电探测器和第二光电探测器，用于对干涉光路中干涉后的光束进行强度探测；采集卡，用于采集第一光电探测器和第二光电探测器输出的电压信号并转换成数字信号；上位机，用于处理和存储采集卡得到的数字信号；所述干涉光路包括第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜、第二电子快门和第二半波片，所述第一电子快门、第一半波片、偏振分光棱镜分别依次设置，所述第二电子快门和第二半波片分别设置于偏振分光棱镜的两个分光方向；所述相干光源提供的相干光依次通过第一电子快门、第一半波片和偏振分光棱镜后被分为两束，其中一束通过第二电子快门后照射到体全息材料上，另一束通过第二半波片后照射体全息材料上，然后两束相干光分别由第一光电探测器和第二光电探测器进行强度探测。2.根据权利要求1所述的一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，其特征在于，所述干涉光路还包括扩束镜和光阑，所述扩束镜和光阑依次设置于第一电子快门和第一半波片之间。3.根据权利要求1所述的一种双探测器时分复用体全息材料灵敏度实时测试装置，其特征在于，所述干涉光路还包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设置于第一光电探测器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇，李泽仁，刘振清，蒙建华，赵榆霞，叶雁，李军，李生福，朱建华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院流体物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51