无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置制造方法及图纸

无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置，吸收光谱测量系统检测Ｎｄ在ＹＡＧ晶体轴向的分布梯度，由于晶体的圆柱形表面为毛面，有很大的散射损失，将晶体放在盛有折射率与Ｎｄ：ＹＡＧ大致相同液体的玻璃池中，以便得到较准确的光谱吸收值，还用散射光谱测量系统测量散射损失，进行补偿。并将参考棒与被测棒作比较测量。可达到用少量的参考棒测量多批量的晶体，节省了材料和费用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
掺钕钇铝石榴石(NotYAG)激光器是固体激光器中应用最广泛的一种激光器，如激光加工，焊接，切割，热处理，刻划，激光医疗以及军事上使用的激光测距，激光武器等方面。该激光器的发光物质为NotYAG，钕吸收泵浦光的能量，钕在YAG中分布不均匀时，由于吸收泵浦光的不均匀，而产生内应力使晶体炸坏，它对较大或最大输出功率的NotYAG激光器更为重要。目前国内外普遍采用破坏性的检测方法，即从NotYAG晶体上切下一块，汽化后用光谱方法来测量YAG中Nd的含量。如果在大块的毛坯上检测，它不能确切的反映每根NotYAG晶体棒的实际情况;如果在加工好的棒的上检测，经济损失太大，每根棒的价格非常昂贵。因此需要一种适用的无损检测方法，这里介绍的无损检测装置目前国内外还没有。本专利技术的目的在于针时现有技术的不足之处，提供一种无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，该装置有电源部分，还包括a)一个用于吸收光谱测量的第一个半导体激光器1，该激光器的激光波长能被NotYAG激光晶体O吸收，半导体激光器1经第一个显微物镜3，衰减片5，反射镜9;b)一个用于散射光谱测量的第二个半导体激光器2，该激光器的激光波长应不被NotYAG激光晶体O吸收或吸收尽量小，半导体激光2经第二个显微物镜4，衰减片6，反射镜10和9;c)一个盛有折射率与NotYAG晶体大致相同的液体的玻璃池12，该盛有上述液体的样品池能浸入被测棒或已知掺钕浓度的参考棒;d)在玻璃池12与反射镜9之间设置一个防止杂散光进入测试光路的光栏11;e)一个会聚透过晶体的光强的聚光镜13;f)一个收集从聚光镜13来的光强的光电转换器15;g)半导体激光器1及2的电源18及19能对电流及温度调整和控制其稳定性。以下对实施例结合附图对专利技术进行详细说明附图说明图1本专利技术实施例的总图;图2本专利技术中玻璃池的结构简图这里检测Nd在YAG晶体轴向的分布梯度，采用激光光谱吸收比较法，由于晶体的圆柱形表面为毛面，光照射上后产生很大的散射损失。为了减少散射损失，将NdYAG晶体棒放入一个玻璃池子(12)内，池内放入液体，液体的折射率尽量与NdYAG晶体的折射率一致。NdYAG(NdY3A15o12)的折射率n＝1.81633，其中掺钕约为1.0%对1.06μm波长而言。高折射率的化学液体例如采用碘化物(Diiodmethan)，或采用折射率略低一些，但毒性甚小的液体，可从手册中选用。采用上述措施可以减少散射损失。这里采用的激光光谱吸收法，激光的输出光强，透过晶体仍有一部份被散射掉，这部份不容忽视，而对它必须进行补偿，以便得到较准确的吸收光谱值。为此需对NdYAG晶体进行散射光谱测量。散射光谱测量散射光谱测量选用的半导体激光器的波长应满足NdYAG晶体对该波长不吸收或尽量少吸收的要求。仪器结构示于图1。该激光经过显微物镜4，衰减片6，反射镜10及9，光栏11，通过NdYAG晶体的直径，透过晶体的光强由聚光镜13会聚在光电接收器14上，由此来计算散射损失。散射测量时应遮光器7将半导体激光1挡住。吸收光谱测量吸收光谱测量采用半导体激光器，其波长应在NdYAG晶体能吸收的波长中选用。半导体激光1经显微物镜3，衰减片5，反射镜9，光栏11，通过晶体直径及聚光镜13，由光电接收器14接收，并用示波器15或高精度毫伏表来测量。如果NdYAG晶体中钕的含量愈高，吸收光越多，则透过的光强愈弱。对散射损失要进行补偿。进行吸收光谱测量时，应将遮光7取走，并将遮光器8插入散射路中。为了获得相对掺钕浓度的比较值，采用了一个NdYAG参考棒，它的掺钕浓度用破坏性方法测得，如电子探针或激光光谱方法，被测棒与它进行比较。通过上面的测量可以计算出参考棒及被测棒的吸收系数αr及αp。根据掺钕浓度与吸收系数的比例关系得到下式N*PαP=N*rαr]]>N＊r参考棒的掺钕浓度(用破坏性方法测得)N＊p被测棒的掺钕浓度N*P= N*rαpαr]]>由此得到被测棒的掺钕浓度。在被测棒的轴向移动一定的距离(如5mm或10mm)测一值，便可得到钕在NdYAG晶体中轴向的分布梯度。激光晶体装入玻璃池内，其结构显示图2。玻璃池的两个玻璃面粘在不锈钢的框架上，不锈钢可防化学腐蚀。激光棒的两个端面用塞头加橡皮圈严格的保护好。以便晶体浸在液体中两端面不受损伤。玻璃池固定在小导轨上并可上下移动调准激光通过晶体棒的直径。小导轨又固定在大导轨上，并可垂直于激光光轴在水平方向移动，通过水平移动来测量晶体棒上不同位置钕的分布梯度。权利要求1.无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置，有电源部分(16、17)，其特征在于包括a)一个用于吸收光谱测量的第一个半导体激光器1，该激光器的波长能被Nd∶YAG晶体(O)吸收，半导体激光器1经显微物镜3衰减片5，遮光器7，反射镜9；b)一个用于散射光谱测量的第二个半导体激光器2，该激光器的波长不被Nd∶YAG晶体吸收或吸收量尽量小，半导体激光2经过第二个显微镜4，衰减片6，遮光器(8)，反光镜10及9；c)一个盛有折射率与Nd∶YAG晶体大致相同的液体的玻璃池(12)，该盛有上述液体的样品池能浸入被测棒或已知掺钕浓度的参考棒；d)在玻璃池和反射镜(9)之间设置一个防止杂散光进入测试光路的光栏(11)；e)一个会聚透过晶体光强的聚光镜(13)；f)一个接收从聚光镜(13)来的光强的光电转换器(14)；g)半导体激光器1及2的电源18及19能对电流及温度调整和控制其稳定性。2.根据权利要求1的装置，其特征在于，第二个半导体激光器可用氦氖激光器代替。3.根据权利要求1的装置，其特征在于，遮光器(8)位于散射光路时，激光(2)被遮住，遮光器(7)离开光路，进行吸收测量;当遮光器(7)插进光路，遮光器(8)离开光路，则进行散射测量。4.根据权利要求1的装置，其特征在于，玻璃池(12)中的液体是具有高折射率的碘化物(如Diiodmethan)。5.根据权利要求1的装置，其特征在于，玻璃池(12)固定在工作台上，玻璃池的长轴与激光(1)和(2)的光轴重直，工作台还可在被测棒和参考棒的横截面内作上下升降，用于调正激光通过晶体棒的直径，工作台在垂直于激光光轴方向作直线移动。6.根据权利要求1的装置，其特征在于，光电转换器是光电倍增管。7.根据权利要求1的装置，其特征在于，还包括一个高精度的毫伏表或示波器(15)，用于测出光电转换器(14)输出的电信号。8.根据权利要求1的装置，其特征在于，已知掺钕浓度的参考棒是用于电子探针或激光光谱仪测得。全文摘要无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置，吸收光谱测量系统检测Nd在YAG晶体轴向的分布梯度，由于晶体的圆柱形表面为毛面，有很大的散射损失，将晶体放在盛有折射率与Nd:YAG大致相同液体的玻璃池中，以便得到较准确的光谱吸收值，还用散射光谱测量系统测量散射损失，进行补偿。并将参考棒与被测棒作比较测量。可达到用少量的参考棒测量多批量的晶体，节省了材料和费用。文档编号G01N21/39GK1095161SQ9410234公开日1994年11月16日 申请日期1994年3月21日 优先权日1994年3月21日专利技术者颜炳玉 申请人:颜炳玉本文档来自技高网...

【技术保护点】
无损检测钕在钇铝石榴石激光晶体中分布梯度装置，有电源部分（１６、１７），其特征在于包括：ａ）一个用于吸收光谱测量的第一个半导体激光器１，该激光器的波长能被Ｎｄ∶ＹＡＧ晶体（Ｏ）吸收，半导体激光器１经显微物镜３衰减片５，遮光器７，反射镜９ ；ｂ）一个用于散射光谱测量的第二个半导体激光器２，该激光器的波长不被Ｎｄ∶ＹＡＧ晶体吸收或吸收量尽量小，半导体激光２经过第二个显微镜４，衰减片６，遮光器（８），反光镜１０及９；ｃ）一个盛有折射率与Ｎｄ∶ＹＡＧ晶体大致相同的液体的玻璃 池（１２），该盛有上述液体的样品池能浸入被测棒或已知掺钕浓度的参考棒；ｄ）在玻璃池和反射镜（９）之间设置一个防止杂散光进入测试光路的光栏（１１）；ｅ）一个会聚透过晶体光强的聚光镜（１３）；ｆ）一个接收从聚光镜（１３）来的光强的光 电转换器（１４）；ｇ）半导体激光器１及２的电源１８及１９能对电流及温度调整和控制其稳定性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：颜炳玉，
申请(专利权)人：颜炳玉，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]