实时动态体全息衍射效率测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种实时动态体全息衍射效率测量装置，可提供用于体全息记录的较强的物光和参考光，以及与参考光共轭的非常弱的再现光，三束光的强度和偏振态均可通过１／４波片、偏振片和中性衰减片进行调节和组合，从而可记录光强调制型或偏振态调制型体全息。由于采用了光共轭技术，可在光折变或光致变色动态体全息建立过程中，借助非常微弱的共轭再现光实现动态体全息的非破坏性实时测量，所以解决了现有技术存在读出擦除效应以及响应速度慢的缺点，具有无干扰、无损检测、响应速度快、可连续测量、测量范围广、调节方便、噪声小等优点，适用于光致折射率变化和光致变色全息记录材料。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
实时动态体全息衍射效率测量装置
本技术涉及一种全息记录材料的光学特性测量装置，尤其涉及一种动态全息非破坏性实时光学特性测量装置。
技术介绍
光学全息的基本原理是以波的干涉和衍射为基础。激光全息存储在高速率、海量存储器领域有着巨大的潜力。激光全息存储包括平面全息和体全息，体全息具有紧凑性、高密度性和快速并行访问等特性，除此之外，体全息最显著的特点是：光折变材料中所记录的全息是一个动态体全息，也就是说，全息记录过程中物光和参考光之间及全息读出过程中参考光和再现衍射光之间存在相互耦合，包括能量的互相转移和位相的相对变化。为了反映动态体全息光栅的强弱，现有技术(参见JOURNAL OF OPTICALSOCIETY OF AMERICA B，Vol.9，NO.9，SEPTEMBER 1992，P1673-1684)采用在体全息记录过程中，每隔一定的时间间隔，挡住物光而只让参考光通过全息记录介质，同时测量其衍射光的功率，并定义衍射光与入射光功率之比为衍射效率。根据体全息光栅的衍射效率公式可计算光栅的折射率调制度。许多测量体全息衍射效率的研究中都采用了这种装置。但这种装置存在以下两个明显的缺点：1、存在读出擦除效应。周期性地切断物光，而用较强的均匀参考光来读取所存储的物光信息会导致全息图的部分擦除，并且这种读出擦除效应对光路强制性的外界干预会产生较大的随机噪声，破坏了原有全息的正常记录进程；2、响应速度慢。对于体全息记录灵敏度较高的全息记录介质，全息光栅的建立和读出擦除速度都较快(秒量级)，但由于对光路的切断和打开频率不可能很高，因而这种装置不能准确反映全息光栅建立过程的细节。
技术实现思路
本技术目的是提供一种基于相位共轭技术的实时地、非破坏性地测量动态体全息衍射效率的装置，其解决了现有技术存在读出擦除效应以及响应速-->度慢的缺点。本技术的技术解决其方案是：一种实时动态体全息衍射效率测量装置，包括可记录全息光衍射效率的光功率计11和控制计算机12，可提供全息记录光的激光光源1，可控制全息记录时间的电控快门3，设置在电控快门3之后、可将所述全息记录光分成物光b1和参考光b2的第一分光镜，可将所述物光b1反射至全息记录介质9的物光路全反射镀膜平面镜13，其特殊之处是：所述参考光b2的光路上设置有可从参考光b2中分出探测光b3并将参考光b2反射至全息记录介质9的第二分光镜；所述经全反射镀膜平面镜13反射的物光b1和经第二分光棱反射的参考光b2可对称入射在全息记录介质9上；所述探测光b3的光路上设置有三个探测光路全反射镀膜平面镜6、7、8，所述三个全反射镀膜平面镜可将探测光b3进行三次反射形成参考光b2的共轭光b4；所述物光路全反射镀膜平面镜13和全息记录介质9之间设置有可将共轭光b4的衍射光b5反射至光功率计11的分光镜。上述物光路上可设置调节物光圆偏振类型的物光路1/4波片14、调节物光线偏振类型的物光路偏振片15、调节物光强度或功率的物光中性衰减片16中的一种或多种；所述第二分光镜和全息记录介质9之间可设置调节参考光圆偏振类型的参考光路1/4波片17、调节参考光线偏振类型的参考光路偏振片18、调节参考光强度或功率的参考光中性衰减片19中的一种或多种；所述探测光路上可设置调节探测光圆偏振类型的探测光路1/4波片20、调节探测光线偏振类型的探测光路偏振片21、调节探测光强度或功率的探测光中性衰减片22中的一种或多种。上述物光路全反射镀膜平面镜13和全息记录介质9之间设置有调节物光圆偏振类型的物光路1/4波片14，调节物光线偏振类型的物光路偏振片15，调节物光强度或功率的物光中性衰减片16；所述第二分光镜和全息记录介质9之间设置有调节参考光圆偏振类型的参考光路1/4波片17，调节参考光线偏振类型的参考光路偏振片18，调节参考光强度或功率的参考光中性衰减片19；所述探测光路上设置有调节探测光圆偏振类型的探测光路1/4波片20，调节探测光线偏振类型的探测光路偏振片21，调节探测光光强度或功率的探测光中性衰减片22。上述第一分光镜可以是第一消偏振分光棱镜4或第一镀膜半透半反分束镜23；所述第二分光镜可以是第二消偏振分光棱镜5或第二镀膜半透半反分束镜24；所述分光镜可以是消偏振分光棱镜25或半透半反平面镜10。-->上述装置还包括设置在激光光源1和电控快门3之间、可将全息记录光变成线偏振光的偏振片2。本技术的优点是：1、实现无干扰、无损检测。通过调节1/4波片、偏振片和中性衰减片可使共轭光b4的功率仅为物光b1和参考光b2功率的1/1000，这相当于用一个非常微弱的光来读全息，从而可以忽略全息的读出擦除效应。光共轭技术的采用实现了体全息衍射效率的非破坏性实时测量。2、响应速度快。光功率计11通过RS-232接口与计算机12互相通信，完成数据的自动实时采集。这种实时测量的响应速度可以很快，它取决于光功率探测器的响应速度。针对不同全息记录介质灵敏度的高低和衍射效率的变化快慢，可设定合适的数据采样点时间间隔，从而反映动态体全息衍射的细节。3、可连续测量。本技术采用相位共轭技术，在全息记录的同时，共轭光b4可实时反映衍射光的变化，不需要周期性地切断物光，从而可进行连续的体全息记录和读出测量。4、测量范围广，调节方便。通过调节1/4波片、偏振片和中性衰减片可使物光b1、参考光b2和探测光b3具有不同的功率及偏振态，可以人为地记录光强调制诱导的折射率体全息或偏振态调制诱导的折射率体全息。该技术能方便地研究全息记录材料对光功率及偏振态的依赖关系，适用于光致折射率变化和光致变色全息记录材料。5、噪声小。现有测量方式影响衍射光的光斑模式，本技术所采用的实时测量不需要周期性地切断物光，可大幅度降低外界对光路强制性干预所产生的随机噪声。附图图面说明图1是第一种实时动态体全息衍射效率测量装置结构示意图；图2是第二种实时动态体全息衍射效率测量装置结构示意图；图3是掺铁掺锰铌酸锂双掺杂晶体体全息衍射效率的测量结果；其中附图标记：1-激光光源，2-偏振片，3-电控快门，4-第一消偏振分光棱镜，5-第二消偏振分光棱镜，6、7、8-探测光路全反射镀膜平面镜，9-全息记录介质，10-半透半反平面镜，11-光功率计，12-控制计算机，13-物光路全反射镀膜平面镜，14-物光路1/4波片，15-物光路偏振片，16-物光路中性衰减片，17-参考光路1/4波片，18-参考光路偏振片，19-参考-->光路中性衰减片，20-探测光路1/4波片，21-探测光路偏振片，22-探测光路中性衰减片，23-第一镀膜半透半反分束镜，24-第二镀膜半透半反分束镜，24-消偏振分光棱镜，b1-物光，b2-参考光，b3-探测光，b4-参考光b2的共轭光，b5-共轭光b4经过全息记录介质后的衍射光。具体实施方式图1是第一种实时动态体全息衍射效率测量装置结构示意图。全息记录光由激光光源1提供，激光光源1可根据不同全息记录介质9的需要更换不同波长输出。激光光源1输出的光如果是部分偏振光，则可用偏振片2变成线偏振光，激光光源1输出的光如果是线偏振光，则装置中不使用偏振片2，全息记录时间由控制计算机12通过电控快门3来控制，全息记录线偏振光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时动态体全息衍射效率测量装置，包括可记录全息光衍射效率的光功率计（１１）和控制计算机（１２），可提供全息记录光的激光光源（１），可控制全息记录时间的电控快门（３），设置在电控快门（３）之后、可将所述全息记录光分成物光（ｂ１）和参考光（ｂ２）的第一分光镜，可将所述物光（ｂ１）反射至全息记录介质（９）的物光路全反射镀膜平面镜（１３），其特征在于：所述参考光（ｂ２）的光路上设置有可从参考光（ｂ２）中分出探测光（ｂ３）并将参考光（ｂ２）反射至全息记录介质（９）的第二分光镜；所述经全反射镀膜平面镜（１３）反射的物光（ｂ１）和经第二分光棱反射的参考光（ｂ２）可对称入射在全息记录介质（９）上；所述探测光（ｂ３）的光路上设置有三个探测光路全反射镀膜平面镜（６、７、８），所述三个全反射镀膜平面镜可将探测光（ｂ３）进行三次反射形成参考光（ｂ２）的共轭光（ｂ４）；所述物光路全反射镀膜平面镜（１３）和全息记录介质（９）之间设置有可将共轭光（ｂ４）的衍射光（ｂ５）反射至光功率计（１１）的分光镜。

【技术特征摘要】
1、一种实时动态体全息衍射效率测量装置，包括可记录全息光衍射效率的光功率计(11)和控制计算机(12)，可提供全息记录光的激光光源(1)，可控制全息记录时间的电控快门(3)，设置在电控快门(3)之后、可将所述全息记录光分成物光(b1)和参考光(b2)的第一分光镜，可将所述物光(b1)反射至全息记录介质(9)的物光路全反射镀膜平面镜(13)，其特征在于：所述参考光(b2)的光路上设置有可从参考光(b2)中分出探测光(b3)并将参考光(b2)反射至全息记录介质(9)的第二分光镜；所述经全反射镀膜平面镜(13)反射的物光(b1)和经第二分光棱反射的参考光(b2)可对称入射在全息记录介质(9)上；所述探测光(b3)的光路上设置有三个探测光路全反射镀膜平面镜(6、7、8)，所述三个全反射镀膜平面镜可将探测光(b3)进行三次反射形成参考光(b2)的共轭光(b4)；所述物光路全反射镀膜平面镜(13)和全息记录介质(9)之间设置有可将共轭光(b4)的衍射光(b5)反射至光功率计(11)的分光镜。2、根据权利要求1所述的实时动态体全息衍射效率测量装置，其特征在于：所述物光路上可设置调节物光圆偏振类型的物光路1/4波片(14)、调节物光线偏振类型的物光路偏振片(15)、调节物光强度或功率的物光中性衰减片(16)中的一种或多种；所述第二分光镜和全息记录介质(9)之间可设置调节参考光圆偏振类型的参考光路1/4波片(17)、调节参考光线偏振类型的参考光路偏振片(18)、调节参考光强度或功率的参考光...

【专利技术属性】
技术研发人员：任立勇，姚保利，王丽莉，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]