本发明专利技术公开了一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置及方法，包括共光轴依次设置的宽光谱激光器、准直透镜、特种截止滤光片、聚焦透镜和光谱仪，所有器件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或者仪器底座同轴等高。宽光谱激光器发出的激光束，先经准直透镜准直，再由聚焦透镜聚焦于焦点处，光谱仪测量激光器的光谱R1(λ)，再将特种截止滤光片置于转台上，插入光路中，介于准直透镜及聚焦透镜之间，转动特种截止滤光片，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。本发明专利技术精度更高，能达到0.02nm，且实验装置简单，成本较低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光谱测量及激光合束领域，具体涉及一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置及方法。
技术介绍
随着近年来光纤激光器的性能和可靠性的提高，光纤激光器的应用已经渗透到各个学科领域，形成了一个庞大的应用网络覆盖。光纤激光器具有效率高、可靠性好、性能稳定、寿命长等优点，被广泛地应用到激光材料加工、激光信息处理、激光生物学及医学、激光印刷、通讯、激光化学、激光检测与计量、激光同位素分离、激光再制造以及国防安全等领域，极大地促进了这些领域的技术和产业发展。大功率半导体激光加工作为一种先进制造技术，已经成为汽车、冶金、电子、航空、电器、机械制造等国民经济支撑行业不可替代的技术之一，它在提高产品生产率、加工自动化、环境无污染以及降低成本消耗等方面有着巨大的优势。虽然美国IPG公司在2009年就已经成功研制了第一台功率为10kW，光束质量因子M2<1.5的单模光纤激光器，但由于积热和非线性效应的存在，要研制出功率更高，M2因子依旧接近于1的高能激光器存在着巨大的技术问题。因此为了使激光能更好地满足工业及军事的需求，激光合束技术开始被引入并且进行了深入的研究。常用的合束技术包括相干合束、空间合束、偏振合束以及光谱合束等方法。其中光谱合束由于装置简单，合束效率高，成本低等原因成为了现如今的研究热点。而特种截止滤光片作为光谱合束的关键元件，它的透射率曲线对合束效率影响极大，为此需要对其进行精确测量。常用的测量方法使用分光光度计对滤光片透射率曲线进行测量，但其波长分辨率仅能达到0.2nm，远不能满足实际需求。中国专利CN201510941431.2提出了一种《光学滤光片高精度透过率的测试系统及测试方法》，使用光调制器和锁相放大器的工作模式，高精度测量了滤光片的透射率，但其装置较复杂，且外界条件扰动较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置及方法，测量精度高，实验装置简单，成本低。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，包括共光轴依次设置的宽光谱激光器、准直透镜、特种截止滤光片、聚焦透镜和光谱仪，所有器件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或者仪器底座同轴等高。宽光谱激光器发出的激光束，先经准直透镜准直，再由聚焦透镜聚焦于焦点处，光谱仪测量激光器的光谱R1(λ)，再将特种截止滤光片置于转台上，插入光路中，介于准直透镜及聚焦透镜之间，转动特种截止滤光片，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。所述光谱仪置于聚焦透镜的焦点处；宽光谱激光器位于准直透镜的前焦点处。所述特种截止滤光片的直径D＝25mm，厚度为6mm，入射面为平面，镀截止膜，以2.5°入射角入射，透射率从0.1％至99.9％的陡直度小于2nm；入射面和出射面的表面粗糙度：Ra＝0.5nm；透射波前PV<λ/10(λ＝632.8nm；平行度：10″；损伤阈值：连续光20MW/cm2，连续作用时间>10s，对于10ns脉宽脉冲：0.1J/cm2；边缘设有保护性倒角。所述特种截止滤光片以2.5°入射角，从空气入射，对波长介于1010nm～1082nm的激光反射率大于99.99％，对可见光反射率为50％；以2.5°角入射，从入射面到出射面，对波长介于1084～1100nm的激光透射率大于99.9％，对可见光透射率为50％。上述准直透镜和聚焦透镜均采用双胶合消色差的透镜。所述光谱仪波长分辨率为0.02nm，波长重复性为0.005nm，测量范围为600～1700nm。一种采用特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置的测试方法，方法步骤如下：步骤1、使用准直透镜对宽光谱激光器发出的宽光谱激光束进行准直和聚焦；步骤2、将光谱仪置于聚焦透镜的焦点处，测量宽谱光源的光谱R1(λ)；步骤3、将特种截止滤光片设置在准直透镜与聚焦透镜之间，转动特种截止滤光片，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)；步骤4、根据所得的光谱曲线，特种截止滤光片的透射率曲线上述步骤2和步骤3中，光谱仪在测量过程中，需不断移动光谱仪探头的前后位置，确保激光耦合效率达到最高，即光谱曲线峰值最高。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：本专利技术所用宽光谱激光器光谱半高宽为45nm，使得实验装置的测量范围较大，同时装置所用光谱仪波长分辨率为0.02nm，而常用于测量滤光片透射率曲线的分光光度计的波长分辨率仅为0.2nm，所以实验装置测量精度更高，且结构简单，成本较低。附图说明图1为本专利技术特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置的结构示意图。图2为本专利技术特种截止滤光片透射率曲线高精度测试方法的流程图。图3为本专利技术实施例1中实验结果图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1，一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，包括共光轴依次设置的宽光谱激光器1、准直透镜2、特种截止滤光片3、聚焦透镜4和光谱仪5，所有器件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或者仪器底座同轴等高。宽光谱激光器1发出的激光束，先经准直透镜2准直，再由聚焦透镜4聚焦于焦点处，接着将光谱仪探头置于聚焦透镜4的后焦点处，测量激光器1的光谱R1(λ)；再将特种截止滤光片3置于转台上，插入光路中，介于准直透镜2及聚焦透镜4之间，转动特种截止滤光片3，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。所述光谱仪5置于聚焦透镜4的焦点处；宽光谱激光器1位于准直透镜2的前焦点处。所述特种截止滤光片3的直径D＝25mm，厚度为6mm，入射面为平面，镀截止膜，以2.5°入射角入射，透射率从0.1％至99.9％的陡直度小于2nm；入射面和出射面的表面粗糙度：Ra＝0.5nm；透射波前PV<λ/10(λ＝632.8nm；平行度：10″；损伤阈值：连续光20MW/cm2，连续作用时间>10s，对于10ns脉宽脉冲：0.1J/cm2；边缘设有保护性倒角。所述特种截止滤光片3以2.5°入射角，从空气入射，对波长介于1010nm～1082nm的激光反射率大于99.99％，对可见光反射率为50％；以2.5°角入射，从入射面到出射面，对波长介于1084～1100nm的激光透射率大于99.9％，对可见光透射率为50％。上述准直透镜2和聚焦透镜4均采用双胶合消色差的透镜。所述光谱仪5波长分辨率为0.02nm，波长重复性为0.005nm，测量范围为600～1700nm。结合图2，一种采用特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置的测试方法，方法步骤如下：步骤1、使用准直透镜2对宽光谱激光器1发出的宽光谱激光束进行准直和聚焦。步骤2、将光谱仪5置于聚焦透镜4的焦点处，测量宽谱光源的光谱R1(λ)。步骤3、将特种截止滤光片3设置在准直透镜2与聚焦透镜4之间，转动特种截止滤光片3，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。步骤4、根据所得的光谱曲线，特种截止滤光片3的透射率曲线上述步骤2和步骤3中，光谱仪5在测量过程中，需不断移动光谱仪5探头的前后位置，确保激光耦合效率达到最高，即光谱曲线峰值最高。实施例1一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，包括共光轴依次设置的宽光谱激光器1、准直透镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，其特征在于：包括共光轴依次设置的宽光谱激光器(1)、准直透镜(2)、特种截止滤光片(3)、聚焦透镜(4)和光谱仪(5)，所有器件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或者仪器底座同轴等高；宽光谱激光器(1)发出的激光束，先经准直透镜(2)准直，再由聚焦透镜(4)聚焦于焦点处，光谱仪(5)测量激光器(1)的光谱R1(λ)，再将特种截止滤光片(3)置于转台上，插入光路中，介于准直透镜(2)及聚焦透镜(4)之间，转动特种截止滤光片(3)，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。
【技术特征摘要】
1.一种特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，其特征在于：包括共光轴依次设置的宽光谱激光器(1)、准直透镜(2)、特种截止滤光片(3)、聚焦透镜(4)和光谱仪(5)，所有器件相对于基底同轴等高，即相对于光学平台或者仪器底座同轴等高；宽光谱激光器(1)发出的激光束，先经准直透镜(2)准直，再由聚焦透镜(4)聚焦于焦点处，光谱仪(5)测量激光器(1)的光谱R1(λ)，再将特种截止滤光片(3)置于转台上，插入光路中，介于准直透镜(2)及聚焦透镜(4)之间，转动特种截止滤光片(3)，改变激光入射角，测量不同入射角度下的激光光谱曲线R2(λ)。2.根据权利要求1所述的特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，其特征在于：所述光谱仪(5)置于聚焦透镜(4)的焦点处；宽光谱激光器(1)位于准直透镜(2)的前焦点处。3.根据权利要求1所述的特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，其特征在于：所述特种截止滤光片(3)的直径D＝25mm，厚度为6mm，入射面为平面，镀截止膜，以2.5°入射角入射，透射率从0.1％至99.9％的陡直度小于2nm；入射面和出射面的表面粗糙度：Ra＝0.5nm；透射波前PV<λ/10(λ＝632.8nm；平行度：10″；损伤阈值：连续光20MW/cm2，连续作用时间>10s，对于10ns脉宽脉冲：0.1J/cm2；边缘设有保护性倒角。4.根据权利要求3所述的特种截止滤光片透射率曲线高精度测试装置，其特征在于：所述特种截止滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：马骏，陈帆，朱日宏，袁群，潘少华，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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