本发明专利技术公开了一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置及方法，属于光学测量领域中的大口径光学元器件的测量，其目的在于解决现有技术中大口径平板元件的高透反射率以及不均匀性测量误差较大的技术问题。其将用于大口径待测高透射镜的角度旋转、用于第一高反透射镜位置旋转设置为同轴机构，且在待测样品一侧增设第一高反透射镜，激光器产生的激光经分光镜后形成探测光和参考光，探测光以小角度入射至高反射镜，探测光在元件上产生两次反射或透射，同步采集卡最后采集参考光、探测光的光强，从而可将测量误差降低一倍，提高了测量精度，可用于大口径待测高透射镜的反射率或透射率及其空间不均匀性的高精度测量。透射率及其空间不均匀性的高精度测量。透射率及其空间不均匀性的高精度测量。
【技术实现步骤摘要】
大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置及方法
[0001]本专利技术属于光学测量领域，涉及大口径光学元器件的测量，尤其涉及一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置及方法。
技术介绍
[0002]测量薄膜或光学元件的反射比，目前主要采用商用分光光度计，日本的日立公司、岛津公司和美国的安捷伦公司、PE公司等。目前商用分光光度计主要用于测量液体、或小口径元件反射比，透射测量精度一般为
±
0.1%，反射比测量精度一般为
±
0.3%。分光光度计测量精度有限，而且无法实现大口径元件的测量。
[0003]国外sanders以及国内李斌成等人提出光学谐振腔等方式用于高反或高透元件透射率或反射比，该方法主要用于极高反射比测量，一般要求反射比或透射率达到99.9%以上，从而保证衰荡信号的信噪比。
[0004]国内浙江大学等研制一套用于大口径透反仪，用于大口径光学元件透射率或反射比测量，其基本原理仍为分光光度原理，因此其测量精度仍与分光光度计测量精度相当。
[0005]国内兵器工业第二零五研究所侯西旗等人提出一种高反射比、高透射比光学测量装置，该装置可用于光学元件高反射比、透射比的高精度测量大口径平板元件高透高反射率及其不均匀性测量方法及装置，测量精度约为0.1%。
[0006]申请号201010568739.4的专利技术专利申请就公开了一种大口径光学元件透射率和反射率的测量装置和测量方法，该装置由光学系统、光电转换和机械控制系统及信号处理系统构成。光学系统包括固体激光器、起偏器、用于调整光路和预成像的可见光光源及其扩束系统、分光棱镜和衰减片；光电转换和机械控制系统包括光电探测器、科学级网络CCD和元件支撑平台；信号处理系统由数据采集卡、网线和计算机组成。科学级网络CCD实现所述光电探测器上光斑位置的监测，反馈调整探测器至最佳位置，同时也监测反射或透射光束的宏观分布图，反映反射率或透射率的均匀性。
[0007]申请号为201811330664.9的专利技术专利申请就公开了一种大口径曲面光学元件表面缺陷自动检测装置及方法，该装置包括测量头、旋转工件台、自动取样装置和喷淋装置。测量头包括传感器系统、照明系统和成像系统，照明系统为被测样品表面提供高均匀性和高亮度照明，旋转工件台和成像系统用于对光学表面区域的缺陷进行环带扫描和高分辨率散射成像。自动取样装置用作自动化生产中机械手自动夹取光学元件；喷淋设备一旦检测到表面上有灰尘、杂质等异物就被激活，用于准确去除被测件表面的灰尘、杂质等伪缺陷。
[0008]申请号为202110410048.X的专利技术专利申请就公开了一种大口径平行平晶厚度分布的干涉测量方法，包括测量待测平晶的a面面形数据和b面面形数据；将测量得到的a面面形数据进行左右镜像处理，并将处理后的面形数据进行Zernike多项式拟合处理，得到a面面形数据的拟合多项式；将测量得到的b面面形数据进行多项式拟合处理，得到b面面形数据的拟合多项式；提取得到待测平晶a面的装调误差，对a面的装调误差镜像取反则为待测平晶b面的装调误差；将拟合多项式减去装调误差，得到待测平晶的像差；从而得到待测平
晶厚度均匀性的误差分布。
[0009]如上述现有技术一致，现有技术的光学系统中，都是激光经一系列光学元件后入射至样品（待检测器件，通常是反射镜），激光经样品反射或透射后再经一系列光学元件入射至探测或感知元件，并伴随平移台移动样品，采集多组数据，最终完成样品的透射、反射、厚度均匀性以及表面平整性等性能参数的测量、检测。但是，激光在样品上仅经过一次反射或透射，对光学元件镀膜反射比要求达到99.8%，对光学元件的空间均匀性达到0.1%，对样品的非均匀性的测量误差可达0.05%左右；但即便是这样的检测效果，对于一些特殊领域的高要求，样品的检测参数误差仍偏大，无法适用于航空、航天等特殊领域的高功率固体激光器等装置的更高精度的要求。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于：为了解决现有技术中大口径平板元件的高透反射率以及不均匀性测量误差较大的技术问题，本专利技术了提供一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置及方法，通过增加高反射镜并使探测光小角度入射至高反射镜，实现探测光在待测样品上两次反射或透射，测量误差可控制在0.02%甚至是以下，大大提高检测精度，实现大口径高透反射镜的反射率或透射率以及不均匀性的高精度测量。
[0011]一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，包括激光器、指示激光器；激光器产生的激光入射至分光镜，并经分光镜分成参考光、测量光；参考光依次经第一探测器、第一放大电路后输入同步采集卡；测量光入射至第一高反透射镜，第一高反透射镜的反射光依次经第二探测器、第二放大电路后输入同步采集卡；指示激光器产生的指示光经第二高反透射镜后入射至第一高反透射镜；还包括样品二维平移及姿态调节台，大口径待测高透射镜放置于样品二维平移及姿态调节台上，并可在样品二维平移及姿态调节台所在水平
‑
竖直平面内进行平移；样品二维平移及姿态调节台放置于样品旋转台上，并可旋转样品二维平移及姿态调节台；还包括用于放置并旋转第一高反透射镜的反射镜旋转台。
[0012]进一步地，还包括稳功率仪、准直透镜和起偏器，激光器产生的激光依次经稳功率仪、准直透镜、起偏器后入射至分光镜。
[0013]进一步地，还包括小孔光阑，指示激光器产生的激光依次经小孔光阑、第二高反透射镜后入射至第一高反透射镜。
[0014]进一步地，还包括探测器平移台，第二探测器放置于探测器平移台上，并可沿探测器平移台的轨道方向移动。
[0015]一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量方法，其特征在于，采用了上述的大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，具体测量步骤为：步骤S1，校零将大口径待测高透射镜移出光路，激光器产生的激光经分光镜分成参考光、测量光，参考光经第一放大电路转换为电压信号后由同步采集卡采集并被工控机记录；测量光入射到第一高反透射镜后产生反射并经第二探测器入射至第二放大电路，第二放大电路转换为电信号后由同步采集卡采集并被工控机记录，得到校零参数：
其中，表示校零时同步采集卡采集的参考光的光强，表示校零时同步采集卡采集的测量光的光强；步骤S2，反射率测量将大口径待测高透射镜移人光路，调整大口径待测高透射镜姿态，使指示光垂直入射至大口径待测高透射镜表面；通过样品旋转台旋转大口径待测高透射镜至需要的入射角度，通过反射镜旋转台旋转第一高反透射镜，使指示光入射到第一高反透射镜中心位置；调节样品二维平移及姿态调节台，使第一高反透射镜垂直将指示光返回；沿指示光方向调节第一高反透射镜，使激光器产生的激光经分光镜后形成的参考光、测量光分别返回至第一探测器、第二探测器，则大口径待测高透射镜的反射率表示为：其中，表示反射率测量时同步采集卡采集的参考光的光强，表示反射率测量时同步采集卡采集的测量光的光强，表示校零参数；步骤S3，透射率测量将大口径待测高透射镜移人光路，调整大口径待测高透本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，其特征在于，包括激光器（1）、指示激光器（15）；激光器（1）产生的激光入射至分光镜（5），并经分光镜（5）分成参考光、测量光；参考光依次经第一探测器（6）、第一放大电路（7）后输入同步采集卡（8）；测量光入射至第一高反透射镜（18），第一高反透射镜（18）的反射光依次经第二探测器（10）、第二放大电路（12）后输入同步采集卡（8）；指示激光器（15）产生的指示光经第二高反透射镜（13）后入射至第一高反透射镜（18）；还包括样品二维平移及姿态调节台（16），大口径待测高透射镜（20）放置于样品二维平移及姿态调节台（16）上，并可在样品二维平移及姿态调节台（16）所在水平
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竖直平面内进行平移；样品二维平移及姿态调节台（16）放置于样品旋转台（17）上，并可旋转样品二维平移及姿态调节台（16）；还包括用于放置并旋转第一高反透射镜（18）的反射镜旋转台（19）。2.如权利要求1所述的一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，其特征在于，还包括稳功率仪（2）、准直透镜（3）和起偏器（4），激光器（1）产生的激光依次经稳功率仪（2）、准直透镜（3）、起偏器（4）后入射至分光镜（5）。3.如权利要求1所述的一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，其特征在于，还包括小孔光阑（14），指示激光器（15）产生的激光依次经小孔光阑（14）、第二高反透射镜（13）后入射至第一高反透射镜（18）。4.如权利要求1所述的一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，其特征在于，还包括探测器平移台（11），第二探测器（10）放置于探测器平移台（11）上，并可沿探测器平移台（11）的轨道方向移动。5.一种大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量方法，其特征在于，采用了权利要求1
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4中任一项所述的大口径平板元件高透反射率及不均匀性测量装置，具体测量步骤为：步骤S1，校零将大口径待测高透射镜（20）移出光路，激光器（1）产生的激光经分光镜（5）分成参考光、测量光，参考光经第一放大电路（7）转换为电压信号后由同步采集卡（8）采集并被工控机记录；测量光入射到第一高反透射镜（18）后产生反射并经第二探测器（10）入射至第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：高波，刘昂，李强，何宇航，万道明，徐凯源，王凤蕊，魏小红，陈宁，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
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