一種大口徑單軸晶體吸收系數測量裝置，準直鏡、起偏器和半透半反鏡A依次設置在激光器的出射光路上；半透半反鏡A將入射光形成反射光A和透射光A；會聚鏡A設置在反射光A的光路上并將其會聚至監視積分球功率計中；半透半反鏡B設置在透射光A的光路上并將其形成反射光B和透射光B；會聚鏡B設置在反射光B的光路上并將其會聚至監視CCD中；會聚鏡C設置在透射光B的光路上并將其會聚至測量積分球功率計中；待測大口徑單軸晶體置于半透半反鏡A和半透半反鏡B之間；計算機分別與待測大口徑單軸晶體、監視積分球功率計、監視CCD和測量積分球功率計相連。本實用新型專利技術可對大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數進行測量，并保證測量精度。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬光學領域，涉及一種晶體光吸收系數測量裝置，尤其涉及一種晶體 光軸方向與光束傳播方向滿足相位匹配角下，大口徑單軸晶體P光和S光吸收系數測量裝 置。
技術介紹
隨著我國神光III主機裝置的建設，大口徑單軸晶體在慣性約束聚變系統中作為頻 率轉換元件，對系統最終輸出能量起著至關重要的影響。尤其是大口徑KDP晶體，它是大功 率激光器中倍頻器件和電光開關的關鍵材料，其材料質量和元件加工質量都很大程度影響 裝置最終指標的實現。大口徑單軸晶體吸收系數，作為其關鍵指標，直接影響晶體的頻率轉 換效率。為達到較高的轉換效率，晶體光軸方向與光束傳播方向必須滿足一定的角度，即相 位匹配角。由于晶體屬于各向異性介質，即對沿不同方向偏振的光波具有不同的傳播性質。 研究晶體光軸方向與光束傳播方向滿足相位匹配角下，大口徑單軸晶體對P光（偏振方向 與光傳播方向垂直）和S光（偏振方向與光傳播方向平行）的吸收系數，從而對總體估計 激光輸出能量及頻率轉換效率具有重要的指導意義和應用價值。 沈華等人提出了一種晶體材料光吸收系數的測量方法（專利號： ZL201110254195. 9)。此方法為通過高功率的抽運光入射到晶體表面，使其產生熱形變，然 后利用激光干涉儀發射出一個標準平面波其通過被抽運激光作用的晶體表面后，平面反射 鏡將標準平面波按原路反射回來，這時干涉儀接收到是攜帶有兩次晶體表面形貌信息的波 陣面，利用相位解包算法算出因抽運光的照射引起的晶體表面形變量，通過公式算出晶體 材料的光吸收系數。但該方法受限于激光干涉儀出射光的偏振態，無法實現入射光束傳播 方向與晶體光軸滿足相位匹配角下，大口徑單軸晶體對P光和S光的吸收系數測量。 楊學志等人在中華人民共和國機械行業標準中發表了一種光學晶體光吸收系數 測量方法，該方法要求光束垂直入射光學晶體，其無法實現晶體實際使用工作狀態（實現 入射光束傳播方向與晶體光軸滿足相位匹配角）下，材料吸收系數的測量。同時此方法也 無法實現晶體對P光和S光的吸收系數測量。該方法測量精度不高，無法滿足現代晶體材 料吸收系數測量的需求。
技術實現思路
為了解決
技術介紹
中存在的問題，本技術提出了一種大口徑單軸晶體吸收系 數測量裝置，此裝置通過對待測大口徑單軸晶體二維掃描，實現入射光束傳播方向與晶體 光軸滿足相位匹配角下，大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數測量，不受激光功率不穩定 性、入射光束指向性和背景環境的雜散光影響，并很好的保證測量精度。 本技術采用的技術解決方案是： 本技術提供了一種大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置，其特殊之處在于： 所述大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置包括激光器、準直鏡、起偏器、第一半透半反鏡、 第一會聚鏡、監視積分球功率計、待測大口徑單軸晶體、第二半透半反鏡、第二會聚鏡、監視 CCD、第三會聚鏡、測量積分球功率計以及計算機；所述準直鏡、起偏器以及第一半透半反鏡 依次設置在激光器的出射光所在光路上；所述第一半透半反鏡將入射至第一半透半反鏡的 光反射形成第一反射光以及透射形成第一透射光；所述第一會聚鏡設置在第一反射光所在 光路上并將第一反射光會聚至監視積分球功率計中；所述第二半透半反鏡設置在第一透射 光所在光路上并將第一透射光反射形成第二反射光以及透射形成第二透射光；所述第二會 聚鏡設置在第二反射光所在光路上并將第二反射光會聚至監視CCD中；所述第三會聚鏡設 置在第二透射光所在光路上并將第二透射光會聚至測量積分球功率計中；待測大口徑單軸 晶體置于第一半透半反鏡以及第二半透半反鏡之間；所述計算機分別與待測大口徑單軸晶 體、監視積分球功率計、監視CCD以及測量積分球功率計相連。 上述大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置還包括二維掃描機構，所述待測大口徑 單軸晶體固定在二維掃描機構上；所述計算機與二維掃描機構相連并通過二維掃描機構帶 動待測大口徑單軸晶體實現二維運動。 上述大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置還包括用于驅動起偏器旋轉的驅動器； 所述計算機與驅動器相連并通過驅動器帶動起偏器旋轉。 本技術的優點是： 本技術提供了一種大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置，該測量裝置利用雙 光路測量原理實現待測大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數，不受激光功率不穩定性的 影響；利用此裝置利用會聚鏡和CCD監視二維掃描過程中入射光束傳播方向與待測大口徑 單軸晶體光軸的夾角，確保掃描過程中在相位匹配角下測量大口徑單軸晶體P光和S光的 吸收系數；利用會聚鏡將入射光束聚焦于積分球功率計內，從而不受掃描機構運動直線度， 外界環境氣流擾動及振動導致光束指向性變化對測量結果的影響；利用二維掃描機構可實 現對待測大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數及二維分布測量；本技術可實現入射 光束傳播方向與晶體光軸滿足相位匹配角下，大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數測量； 其結構簡單、穩定性高、重復性好，測量結果置信度高。【附圖說明】 圖1是本技術所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置在空測時的結 構示意圖； 圖2是本技術所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置在實測時的結 構示意圖； 其中： 1-激光器；2-準直鏡；3-起偏器；4-第一半透半反鏡；5-第一會聚鏡；6_監視積 分球功率計；7-待測大口徑單軸晶體；8-第二半透半反鏡；9-第二會聚鏡；10-監視CXD ; 11-第三會聚鏡；12-測量積分球功率計；13-計算機。【具體實施方式】 如圖1所示，本技術所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置由激光器 1、準直鏡2、起偏器3、第一半透半反鏡4、第一會聚鏡5、監視積分球功率計6、待測大口徑 單軸晶體7、第二半透半反鏡8、第二會聚鏡9、監視CXD 10、第三會聚鏡11、測量積分球功 率計12和計算機13組成。準直鏡、起偏器以及第一半透半反鏡依次設置在激光器的出射 光所在光路上；第一半透半反鏡將入射至第一半透半反鏡的光反射形成第一反射光以及透 射形成第一透射光；第一會聚鏡設置在第一反射光所在光路上并將第一反射光會聚至監視 積分球功率計中；第二半透半反鏡設置在第一透射光所在光路上并將第一透射光反射形成 第二反射光以及透射形成第二透射光；第二會聚鏡設置在第二反射光所在光路上并將第二 反射光會聚至監視CCD中；第三會聚鏡設置在第二透射光所當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置，其特征在于：所述大口徑單軸晶體光吸收系數測量裝置包括激光器、準直鏡、起偏器、第一半透半反鏡、第一會聚鏡、監視積分球功率計、第二半透半反鏡、第二會聚鏡、監視CCD、第三會聚鏡、測量積分球功率計以及計算機；所述準直鏡、起偏器以及第一半透半反鏡依次設置在激光器的出射光所在光路上；所述第一半透半反鏡將入射至第一半透半反鏡的光反射形成第一反射光以及透射形成第一透射光；所述第一會聚鏡設置在第一反射光所在光路上并將第一反射光會聚至監視積分球功率計中；所述第二半透半反鏡設置在第一透射光所在光路上并將第一透射光反射形成第二反射光以及透射形成第二透射光；所述第二會聚鏡設置在第二反射光所在光路上并將第二反射光會聚至監視CCD中；所述第三會聚鏡設置在第二透射光所在光路上并將第二透射光會聚至測量積分球功率計中；待測大口徑單軸晶體置于第一半透半反鏡以及第二半透半反鏡之間；所述計算機分別與待測大口徑單軸晶體、監視積分球功率計、監視CCD以及測量積分球功率計相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：段亞軒，陳永權，趙建科，田留德，李坤，趙懷學，張昊蘇，薛勛，劉尚闊，潘亮，昌明，胡丹丹，張潔，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：新型
國別省市：陜西;61
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