The invention discloses a multi-optical coaxial laser damage threshold testing device and an implementation method. The measuring device uses four high-energy pulsed lasers and enters the coaxial optical system after corresponding prism turning. Four beams share a set of systems and a computer control and processing system. The beam expanding system is composed of positive and negative lenses with variable spacing, and the optical spacing of the beam expanding system is adjusted, so that the collimation and beam expanding of laser beams with different wavelengths can be achieved accurately by using stepping motors. The position of the focusing lens is controlled and the focal length of different laser wavelength is compensated to ensure that the laser beam is transmitted to the test surface, and the size of the spot and the defocusing amount are constant. The device realizes the integration, automation and intellectualization of the testing system. It can judge film damage online, real-time, fast and accurately. The same testing device can measure laser damage threshold of different wavelengths.
【技术实现步骤摘要】
一种多光共轴激光损伤阈值测试装置及实现方法
本专利技术涉及一种多光共轴激光损伤阈值测试装置及实现方法。
技术介绍
在大功率高能量激光系统中,存在大量的光学元件,这些元件表面常常需要涂覆薄膜以实现特定的光学性能。已有研究表明,光学元件在强激光下的破坏完全由元件表面薄膜的抗激光能力所决定。因而激光损伤阈值已成为光学元件及薄膜器件不可缺少的一项性能指标。薄膜激光损伤阈值的高效测量也就成为亟待解决的重要技术问题。因此多年来,国内外对激光与光学介质薄膜损伤过程和阈值测试方法的研究始终是研究热点。2000年,国际标准化委员会颁布了ISO11254-1和ISO11254-2,这是对激光引起光学薄膜损伤而制定的国际标准,该标准在随后又做了进一步修订,以ISO21254-2-2011取代了前述标准。ISO国际标准中对损伤阈值获得的基本方法为1-on-1零几率损伤法,即用较低能量的单脉冲激光照射薄膜表面m个点,记录下损伤点的个数n,则该能量下激光辐照损伤概率为P=n/m。适当增加激光能量,再测出该能量下的损伤概率,以此反复,直到某激光能量下的损伤概率为100%。以激光能量为横轴,损伤几率为纵轴,得出损伤几率与激光能量的分布,再用直线拟合并外推到零损伤几率,所对应的激光能量值除以光斑面积即为损伤阈值。然而需要强调的是,目前国际标准中仅包含单一波长激光损伤阈值的测量。随着大功率、高能量激光系统的广泛应用,所需要的激光光学元件越来越多,由于光学元件应用环境各异,不同的用户对激光损伤阈值的具体要求也不同。有的要求1064nm波长的激光损伤阈值,有的则要求532nm的损伤阈值,还有的要 ...
【技术保护点】
1.一种多光共轴激光损伤阈值测试装置,包括依次设置于主光轴上的开关挡板(3)、衰减器(6)、第一分束器(7)、位移聚焦透镜(8)、第二分束器(9)、和样品台(12),还包括CCD相机(10)、光纤光谱仪(11)、光束分析仪(13)、能量计(14)和计算机(15),所述的第一分束器(7)上连接有能量计(14),第二分束器(9)上连接有光束分析仪(13),CCD相机(10)、光纤光谱仪(11)、光束分析仪(13)、能量计(14)分别与计算机(15)连接,其特征在于:所述的开关挡板(3)的前端光轴上并列设置有若干条光路,每条光路上依次设置有激光器(1)和立方棱镜(2),每块立方棱镜均由一对直角棱镜胶合而成,每块直角棱镜的直角面上均镀有宽带增透膜,胶合的两块直角棱镜中,其中一块直角棱镜斜面上镀有多层介质膜,可将本光路和上一光路的光束耦合进入主光轴,所述的开关挡板(3)与衰减器(6)之间设置有扩束系统。
【技术特征摘要】
1.一种多光共轴激光损伤阈值测试装置,包括依次设置于主光轴上的开关挡板(3)、衰减器(6)、第一分束器(7)、位移聚焦透镜(8)、第二分束器(9)、和样品台(12),还包括CCD相机(10)、光纤光谱仪(11)、光束分析仪(13)、能量计(14)和计算机(15),所述的第一分束器(7)上连接有能量计(14),第二分束器(9)上连接有光束分析仪(13),CCD相机(10)、光纤光谱仪(11)、光束分析仪(13)、能量计(14)分别与计算机(15)连接,其特征在于:所述的开关挡板(3)的前端光轴上并列设置有若干条光路,每条光路上依次设置有激光器(1)和立方棱镜(2),每块立方棱镜均由一对直角棱镜胶合而成,每块直角棱镜的直角面上均镀有宽带增透膜,胶合的两块直角棱镜中,其中一块直角棱镜斜面上镀有多层介质膜,可将本光路和上一光路的光束耦合进入主光轴,所述的开关挡板(3)与衰减器(6)之间设置有扩束系统。2.根据权利要求1所述的一种多光共轴激光损伤阈值测试装置,其特征在于:所述的扩束系统由一对可变间距的正透镜(4)和负透镜(5)组成的伽利略望远系统构成,所述的负透镜(5)设置于步进电机驱动的支架上,可沿光轴方向移动,以对不同光束的焦距差异进行补偿。3.根据权利要求1或2所述的一种多光共轴激光损伤阈值测试装置,其特征在于:所述的位移聚焦透镜(8)设置于步进电机驱动的支架上,可沿光轴方向移动,补偿不同波长造成的焦距长短差异。4.根据权利要求3所述的一种多光共轴激光损伤阈值测试装置,其特征在于:所述的样品台(12)通过两只步进电机驱动,在垂直于主光轴的平面内二维移动。5.根据权利要求1所述的一种多光共轴激光损伤阈值测试装置进行损伤阈值测量的方...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐均琪,苏俊宏,杨利红,梁海锋,李建超,时凯,吴慎将,诗云云,
申请(专利权)人:西安工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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