热效应测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种热效应测试装置，包括中红外固体激光器、二向色镜以及红外热像仪；中红外固体激光器OPO腔的工作物质为非线性晶体；二向色镜向红外热像仪传递非线性晶体介质的红外热辐射信息；红外热像仪根据红外热辐射信息检测非线性晶体介质的热效应。本发明专利技术利用二向色镜，将固体激光器模块输出光能直接聚焦到中红外固体激光器光参量振荡腔(OPO腔)中非线性晶体中心，并使光路发生偏折，有效的将非线性晶体的红外热辐射传递给红外热像仪，实现了非线性晶体热效应的非接触式精密测试，具有结构简单，操作简便，测试精度较高的优势。

Thermal effect test device

The invention relates to a thermal effect test device, including a medium infrared solid laser, a two color mirror and an infrared thermo imager; the working substance of the OPO cavity of a medium infrared solid laser is a nonlinear crystal; the two color mirror is transmitted to the infrared thermal imager of the infrared thermal radiation of the nonlinear crystal medium, and the infrared thermograph is based on the infrared thermal radiant. The radiation information is used to detect the thermal effect of the nonlinear crystal medium. In this invention, the two color mirror is used to focus the output light of the solid laser module directly to the nonlinear crystal center in the optical parametric oscillating cavity (OPO cavity) of a medium infrared solid-state laser, and make the optical path deflected and transmit the infrared thermal radiation of the nonlinear crystal to the infrared thermal imager effectively, and the non connection of the thermal effect of the nonlinear crystal is realized. The touch type precision test has the advantages of simple structure, simple operation and high precision.

【技术实现步骤摘要】
热效应测试装置
本专利技术涉及非线性晶体热效应领域，特别是涉及一种热效应测试装置。
技术介绍
光参量振荡(OPO：opticalparametricoscillation)技术是目前产生大范围连续可调波长(波长从红外光到可见光甚至紫外光)激光的唯一方法，即通常是将光参量振荡器作为可调谐相干激光的发生器。光参量振荡器最关键的部件是一个光学共振腔和一块非线性光学晶体，非线性晶体合适的放置在光学共振腔中，常用的非线性晶体是周期性极化的铌酸锂晶体(PeriodicallyPoledLithiumNiobate，PPLN)。在OPO光参量振荡过程中，非线性晶体会在一定程度上吸收固体激光器输出光能，使得非线性晶体温度上升，如果非线性晶体外部环境温度恒定，则会出现非线性晶体内温度分布不均匀的现象，进而产生热应力、热应力双折射、端面变形等多种热效应，将会影响OPO参量转换的效率。因此需要对非线性晶体的热效应进行精确测试，针对性进行热效应补偿设计。针对非线性晶体的热效应测量，专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：采用的热电偶温度计测量是在激光介质上钻一个小孔，将热电偶温度计放入其中进行直接测量，并没有实际应用价值；而通过激光增益的测量方法是间接得到非线性晶体的温度分布，存在测试系统复杂以及测试精度较低的弊端。
技术实现思路
基于此，有必要针对非线性晶体的热效应测量的复杂度和精确度问题，提供一种热效应测试装置。为了实现上述目的，一方面，本专利技术实施例提供了一种热效应测试装置，包括中红外固体激光器、二向色镜以及红外热像仪；中红外固体激光器OPO腔的工作物质为非线性晶体；二向色镜向红外热像仪传递非线性晶体介质的红外热辐射信息；红外热像仪根据红外热辐射信息检测非线性晶体介质的热效应。在其中一个实施例中，中红外固体激光器还包括泵浦耦合器、固体激光器模块以及用于输出第一激光的半导体激光器泵浦模块；泵浦耦合器用于将第一激光耦合聚焦到固体激光器模块；固体激光器模块通过二向色镜，将基于第一激光输出的第二激光、反射至OPO腔内的非线性晶体介质上；OPO腔内的非线性晶体介质通过二向色镜，将基于第二激光输出的红外热辐射信息、透射至红外热像仪。在其中一个实施例中，固体激光器模块为输出波长2μm激光的固体激光器。在其中一个实施例中，半导体激光器泵浦模块为793nm半导体激光器光纤耦合模块。在其中一个实施例中，中红外固体激光器还包括聚焦透镜；聚焦透镜将第二激光整形聚焦到二向色镜。在其中一个实施例中，中红外固体激光器还包括由无氧铜材料制成的控温装置热沉。在其中一个实施例中，红外热像仪为光谱波长响应范围为7μm～13μm的红外热像仪。在其中一个实施例中，二向色镜为硒化锌材料镜片。在其中一个实施例中，硒化锌材料镜片的表面镀有半导体介质膜。在其中一个实施例中，半导体介质膜为对波长2μm激光的反射率大于95％、对波长在7μm～11μm激光的透射率大于98％的介质膜。上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：二向色镜将固体激光器模块输出激光，直接聚焦到中红外固体激光器光参量振荡腔(OPO腔)中非线性晶体中心，并使光路发生偏折，有效的将非线性晶体的红外热辐射传递给红外热像仪；本专利技术实施例实现了非线性晶体热效应的非接触式精密测试，具有结构简单，操作简便，测试精度较高的优势。附图说明图1为本专利技术热效应测试装置实施例1结构图；图2为本专利技术的一个具体实施例中红外固体激光器的结构示意图；图3为本专利技术的一个具体实施例中红外固体激光器OPO腔非线性晶体热效应的测试装置结构示意图；图4为中红外固体激光器非线性晶体热效应测试结果图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术热效应测试装置应用场景说明：中红外固体激光器光源在激光定向、红外遥感、红外测距、气体探测、环境监测、生物、医药等领域获得了广泛应用，成为当今激光领域的研究热点。在固体中红外激光的输出方面，目前主要采用光参量振荡(OPO)技术，利用KNbO3(铁电晶体)、LiNbO3(铌酸锂)、KTP(磷酸钛氧钾)、KTA(钽酸钾)、AgGaS2(硫镓银晶体)、AgGaSe2(硒镓银晶体)、PPLN(周期极化铌酸锂晶体)、ZnGeP2(磷锗锌晶体)等晶体通过OPO技术在中红外波段有效地实现了激光输出。对于采用OPO光参量振荡来实现宽调谐范围的中红外激光输出的固体激光器，在OPO光参量振荡过程中，非线性晶体会在一定程度上吸收固体激光器输出光能，导致非线性晶体温度上升，如果非线性晶体外部环境温度恒定，则会导致非线性晶体内温度分布不均匀，进而导致热应力、热应力双折射、端面变形等多种热效应，破坏了原来所建立的相位匹配条件，从而导致晶体中三波互作用产生相位失配，降低了OPO参量转换的效率。因此需要对非线性晶体的热效应进行精确测试，针对性进行热效应补偿设计。传统技术对于端面泵浦固体激光器，受泵浦光、激射激光反射的影响，不能够精确的测试激光介质的热效应分布情况。为此，针对激光介质中非线性晶体的热效应测量，本专利技术实施例可以进行中红外固体激光器OPO腔非线性晶体热效应测试，利用二向色镜，将固体激光器模块输出光能直接聚焦到非线性晶体中心，并使光路发生偏折，有效的将非线性晶体的红外热辐射传递给红外热像仪，实现了非线性晶体热效应的非接触式精密测试。本专利技术热效应测试装置实施例1：针对非线性晶体的热效应测量的复杂度和精确度问题，本专利技术提供一种热效应测试装置：图1为本专利技术热效应测试装置实施例1结构图，如图1所示：热效应测试装置包括中红外固体激光器100、二向色镜200以及红外热像仪300；中红外固体激光器OPO腔的工作物质为非线性晶体110；二向色镜200向红外热像仪300传递非线性晶体介质的红外热辐射信息；红外热像仪300根据红外热辐射信息检测非线性晶体介质110的热效应。具体而言，本专利技术实施例中的光参量振荡器(OPO)可产生中红外(MId-Infrared，Mid-IR，MIR)波段的激光，优选地，产生波长从2.5μm到25μm的激光。本专利技术实施例的中红外固体激光器，可输出中红外波段的激光，同时也可输出非线性晶体介质的热红外信息激光；在一个具体的示例中，中红外固体激光器可输出波长不同的中红外波段的激光、热红外信息激光；优选的，输出波长范围为3μm～5μm的中红外波段的激光，输出波长范围为7μm～11μm的热红外信息激光。本专利技术实施例的二向色镜的特点是对波长范围为7μm～11μm的激光几乎完全透过，而对波长范围为3μm～5μm的激光几乎完全反射。二向色镜的反射和透射的特点，可使光路发生偏折，将中红外波段的激光反射，将热红外信息激光透射至红外热像仪进行检测，得到非线性晶体的热效应分布情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热效应测试装置，其特征在于，包括中红外固体激光器、二向色镜以及红外热像仪；所述中红外固体激光器OPO腔的工作物质为非线性晶体；所述二向色镜向所述红外热像仪传递所述非线性晶体介质的红外热辐射信息；所述红外热像仪根据所述红外热辐射信息检测所述非线性晶体介质的热效应。

【技术特征摘要】
1.一种热效应测试装置，其特征在于，包括中红外固体激光器、二向色镜以及红外热像仪；所述中红外固体激光器OPO腔的工作物质为非线性晶体；所述二向色镜向所述红外热像仪传递所述非线性晶体介质的红外热辐射信息；所述红外热像仪根据所述红外热辐射信息检测所述非线性晶体介质的热效应。2.根据权利要求1所述的热效应测试装置，其特征在于，所述中红外固体激光器还包括泵浦耦合器、固体激光器模块以及用于输出第一激光的半导体激光器泵浦模块；所述泵浦耦合器用于将所述第一激光耦合聚焦到所述固体激光器模块；所述固体激光器模块通过所述二向色镜，将基于所述第一激光输出的第二激光、反射至所述OPO腔内的非线性晶体介质上；所述OPO腔内的非线性晶体介质通过所述二向色镜，将基于所述第二激光输出的所述红外热辐射信息、透射至所述红外热像仪。3.根据权利要求2所述的热效应测试装置，其特征在于，所述固体激光器模块为输出波长2μm激光的固体激光器。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：路国光，恩云飞，黄云，赖灿雄，尧彬，李树旺，
申请(专利权)人：中国电子产品可靠性与环境试验研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44