大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種晶體光吸收系數(shù)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(shù)測量裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國神光III主機(jī)裝置的建設(shè)，大口徑單軸晶體在慣性約束聚變系統(tǒng)中作為頻 率轉(zhuǎn)換元件，對系統(tǒng)最終輸出能量起著至關(guān)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(guān)的關(guān)鍵材料，其材料質(zhì)量和元件加工質(zhì)量都很大程度影響 裝置最終指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。大口徑單軸晶體吸收系數(shù)，作為其關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響晶體的頻率轉(zhuǎn) 換效率。為達(dá)到較高的轉(zhuǎn)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(zhì)，即對沿不同方向偏振的光波具有不同的傳播性質(zhì)。 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(shù)，從而對總體估計 激光輸出能量及頻率轉(zhuǎn)換效率具有重要的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價值。
[0003] 沈華等人提出了一種晶體材料光吸收系數(shù)的測量方法（專利號： ZL201110254195. 9)。此方法為通過高功率的抽運(yùn)光入射到晶體表面，使其產(chǎn)生熱形變，然 后利用激光干涉儀發(fā)射出一個標(biāo)準(zhǔn)平面波其通過被抽運(yùn)激光作用的晶體表面后，平面反射 鏡將標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(shù)。但該方法受限于激光干涉儀出射光的偏振態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)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(shù)測量。
[0004] 楊學(xué)志等人在中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)表了一種光學(xué)晶體光吸收系數(shù) 測量方法，該方法要求光束垂直入射光學(xué)晶體，其無法實(shí)現(xiàn)晶體實(shí)際使用工作狀態(tài)（實(shí)現(xiàn) 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(shù)的測量。同時此方法也 無法實(shí)現(xiàn)晶體對P光和S光的吸收系數(shù)測量。該方法測量精度不高，無法滿足現(xiàn)代晶體材 料吸收系數(shù)測量的需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型提出了一種大口徑單軸晶體吸收系 數(shù)測量裝置，此裝置通過對待測大口徑單軸晶體二維掃描，實(shí)現(xiàn)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(shù)測量，不受激光功率不穩(wěn)定 性、入射光束指向性和背景環(huán)境的雜散光影響，并很好的保證測量精度。
[0006] 本實(shí)用新型采用的技術(shù)解決方案是：
[0007] 本實(shí)用新型提供了一種大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)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(shù)測量裝置包括激光器、準(zhǔn)直鏡、起偏器、第一半透半反鏡、 第一會聚鏡、監(jiān)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(jiān)視 CCD、第三會聚鏡、測量積分球功率計以及計算機(jī)；所述準(zhǔn)直鏡、起偏器以及第一半透半反鏡 依次設(shè)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(shè)置在第一反射光所在 光路上并將第一反射光會聚至監(jiān)視積分球功率計中；所述第二半透半反鏡設(shè)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(shè)置在第二反射光所在光路上并將第二反射光會聚至監(jiān)視CCD中；所述第三會聚鏡設(shè) 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(jī)分別與待測大口徑單軸晶 體、監(jiān)視積分球功率計、監(jiān)視CCD以及測量積分球功率計相連。
[0008] 上述大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置還包括二維掃描機(jī)構(gòu)，所述待測大口徑 單軸晶體固定在二維掃描機(jī)構(gòu)上；所述計算機(jī)與二維掃描機(jī)構(gòu)相連并通過二維掃描機(jī)構(gòu)帶 動待測大口徑單軸晶體實(shí)現(xiàn)二維運(yùn)動。
[0009] 上述大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置還包括用于驅(qū)動起偏器旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動器； 所述計算機(jī)與驅(qū)動器相連并通過驅(qū)動器帶動起偏器旋轉(zhuǎn)。
[0010] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：
[0011] 本實(shí)用新型提供了一種大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置，該測量裝置利用雙 光路測量原理實(shí)現(xiàn)待測大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數(shù)，不受激光功率不穩(wěn)定性的 影響；利用此裝置利用會聚鏡和CCD監(jiān)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(shù)；利用會聚鏡將入射光束聚焦于積分球功率計內(nèi)，從而不受掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動直線度， 外界環(huán)境氣流擾動及振動導(dǎo)致光束指向性變化對測量結(jié)果的影響；利用二維掃描機(jī)構(gòu)可實(shí) 現(xiàn)對待測大口徑單軸晶體P光和S光的吸收系數(shù)及二維分布測量；本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)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(shù)測量； 其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性高、重復(fù)性好，測量結(jié)果置信度高。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置在空測時的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置在實(shí)測時的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0014] 其中：
[0015] 1-激光器；2-準(zhǔn)直鏡；3-起偏器；4-第一半透半反鏡；5-第一會聚鏡；6_監(jiān)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(jiān)視CXD ; 11-第三會聚鏡；12-測量積分球功率計；13-計算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的大口徑單軸晶體光吸收系數(shù)測量裝置由激光器 1、準(zhǔn)直鏡2、起偏器3、第一半透半反鏡4、第一會聚鏡5、監(jiān)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(jiān)視CXD 10、第三會聚鏡11、測量積分球功 率計12和計算機(jī)13組成。準(zhǔn)直鏡、起偏器以及第一半透半反鏡依次設(shè)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(shè)置在第一反射光所在光路上并將第一反射光會聚至監(jiān)視 積分球功率計中；第二半透半反鏡設(shè)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(shè)置在第二反射光所在光路上并將第二 反射光會聚至監(jiān)視CCD中；第三會聚鏡設(shè)置在第二透射光所