基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光測量技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種通過聲光調(diào)制激光光源的功率，從而使輸出的激光功率穩(wěn)定度高的系統(tǒng)，用于對光學(xué)器件的透反射率進(jìn)行精準(zhǔn)測量。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)器件的透反射率是評價(jià)光學(xué)器件的一個(gè)重要參數(shù)。通常用透過光學(xué)器件后的光通量與入射光通量之比來表征物體的透過率；用物體表面所能反射的光量和它所接受的光量之比來表征物體的反射率。在實(shí)際應(yīng)用的各類光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，由于系統(tǒng)對于光學(xué)器件的透反射率要求不同，需要確定光學(xué)器件的透反射率，因此非常有必要對光學(xué)器件的透反射率進(jìn)行精準(zhǔn)的測量。通常測量光學(xué)器件透反射率的方法可分為光強(qiáng)測量法和雙光束差動法兩大類。光強(qiáng)測量法是通過光電探測器直接測量光源射出的光功率，再測量經(jīng)過待測光學(xué)器件反射或透射后的光功率，后者與前者之比即為透射率/反射率；這種方法要求光源的光功率在兩次測量時(shí)保持不變，但實(shí)際光源只能在短時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，因此該方法測得的透反射率波動較大。雙光束差動法采用激光器提供系統(tǒng)測量光源，激光器輸出的光束被分束鏡分束為反射光和透射光，其中反射光作為參考光源，直接被參考光電探測器接收，透射光作為測量光源；測量反射率時(shí)，測量光源經(jīng)待測光學(xué)器件反射后被測量光電探測器接收，參考光源電探測器和測量光源電探測器輸出的光電流分別被互阻放大電路線性轉(zhuǎn)化為電壓，再由同步采集卡采集后送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最終計(jì)算得到光學(xué)器件的反射率；測量透射率時(shí)，只需把測量光路上的測量光電探測器旋轉(zhuǎn)到待測光學(xué)器件透射光方向接收即可。雙光束差動法利用參考光來減少光源功率波動對測量精度的影響，相比光強(qiáng)測量法提高了測量精度。
[0003]目前，光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)廣泛采用雙光束差動法。如中國專利申請公布號為CN103018012A，名稱為“一種光學(xué)器件透射率的測量方法及裝置”的專利申請，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括激光光源100、衰減器200、分束鏡210、第一小孔板300、第二小孔板301、待測透鏡500、第一光探測器600、第二光探測器601和計(jì)算機(jī)800 ;激光光源100輸出的激光經(jīng)過衰減器200后被分束鏡210分為反射光和透射光，其中反射光作為參考光，經(jīng)過第二小孔板301后進(jìn)入第二光探測器601，透射光作為測量光，經(jīng)過第一小孔板300后，再經(jīng)過待測透鏡500透射輸出到第一光探測器600，計(jì)算機(jī)800接收第一光探測器600得到的測量激光功率信號和第二光探測器601得到的參考激光功率信號，將這兩個(gè)激光功率信號進(jìn)行處理后得到所述待測透鏡500的透過率。該發(fā)明采用雙光路等光程測量，達(dá)到了實(shí)時(shí)在線測量的目的，有效地減少了光源功率波動對測量結(jié)果的重復(fù)性以及對高透過鏡片透過率測定的影響，能夠?qū)μ幱谧贤獠ǘ蔚墓鈱W(xué)器件的透過率實(shí)現(xiàn)精確且方便的測量。但是由于該方法未對激光光源進(jìn)行控制，并不能完全消除激光光源功率波動對測量精度的影響，測量精度不夠高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)存在的不足，提出了一種基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有測量系統(tǒng)對光學(xué)器件的透反射率測量精度不夠高的技術(shù)問題。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是:采用連續(xù)激光器作為測量系統(tǒng)光源，探測器作為信號采集器，聲光調(diào)制器作為控制器，利用負(fù)反饋控制原理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出激光功率的穩(wěn)定控制，即可得到功率穩(wěn)定度高的透射激光信號，使之通過測量光路，利用探測器測得在測量光路中放置轉(zhuǎn)臺上未放置光學(xué)器件及放置后的激光功率，然后利用相應(yīng)的計(jì)算公式得到光學(xué)器件的透反射率。
[0006]根據(jù)上述技術(shù)思路，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采取的技術(shù)方案為:
[0007]一種基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，包括連續(xù)激光器、光路控制室、測量轉(zhuǎn)臺、測量模塊、光電放大模塊和反饋控制模塊，其中:連續(xù)激光器，用于輸出連續(xù)的激光信號；光路控制室，用于將接收到的連續(xù)激光信號分為反射激光信號和透射激光信號，同時(shí)接收反饋控制模塊輸出的超聲波信號，實(shí)現(xiàn)對連續(xù)激光信號的功率實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；測量轉(zhuǎn)臺，用于固定待測光學(xué)器件；測量模塊，用于將接收到的透射激光信號，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為測量電壓信號；光電放大模塊，用于將接收到的反射激光信號，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換為反饋電壓信號；反饋控制模塊，與光電放大模塊和光路控制室相連接，將接收到的反饋電壓信號進(jìn)行運(yùn)算處理，得到超聲波信號并輸出到光路控制室中。
[0008]光路控制室垂直設(shè)置在連續(xù)激光器輸出的激光信號光路中，測量轉(zhuǎn)臺上固定的待測光學(xué)器件與測量模塊均設(shè)置在光路控制室輸出的透射激光信號光路中，光電放大模塊垂直設(shè)置在光路控制室輸出的反射激光信號光路中。
[0009]上述的基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，光路控制室包括依次排列的1/2波片、第一偏振片、聲光調(diào)制器、第二偏振片和分束鏡，其中聲光調(diào)制器用于接收反饋控制模塊輸出的超聲波信號；分束鏡用于將連續(xù)激光信號進(jìn)行分束并輸出。
[0010]上述的基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，測量模塊，包括依次連接的測量探測器、測量電流放大器和六位半數(shù)字萬用表。
[0011]上述的基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，光電放大模塊包括衰減片、相互連接的反饋探測器和反饋電流放大器，衰減片放置在反饋探測器之前。
[0012]上述的基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，反饋控制模塊包括:A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA電路、單片機(jī)模塊和聲光驅(qū)動器；其中FPGA電路接收A/D轉(zhuǎn)換器采樣獲得的串行數(shù)字信號，將其處理并輸出為實(shí)時(shí)功率數(shù)字信號及實(shí)時(shí)電壓信號；單片機(jī)模塊用于接收并顯示實(shí)時(shí)功率數(shù)字信號，同時(shí)可用于調(diào)節(jié)激光信號的功率；聲光調(diào)制驅(qū)動器處理接收到的實(shí)時(shí)電壓信號，并輸出相應(yīng)的超聲波信號。
[0013]上述的基于聲光調(diào)制的光學(xué)器件透反射率的測量系統(tǒng)，測量轉(zhuǎn)臺包括固定裝置、水平旋轉(zhuǎn)臺和夾持裝置。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)本發(fā)明由于在光路控制室中設(shè)置有聲光調(diào)制器，接收反饋控制模塊處理后經(jīng)過聲光驅(qū)動器輸出的超聲波信號，能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)激光功率，使得測量光路的激光信號為功率穩(wěn)定度高的激光信號，即有效減少了激光光源功率的波動，與現(xiàn)有技術(shù)直接使用激光光源作為測量光源相比，能夠有效提高系統(tǒng)的測量精度。
[0016]2)本發(fā)明由于在反饋控制模塊設(shè)置有單片機(jī)模塊，能夠接收并顯示實(shí)時(shí)透射激光信號的功率值，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性，并且可以根據(jù)不同的待測光學(xué)器件對測量激光功率的不同要求，來設(shè)定相應(yīng)的透射激光信號的功率值，增加了系統(tǒng)的適用性。
【附圖說明】
[0017]圖1是現(xiàn)有光學(xué)器件透射率的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是圖2中光路控制室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是圖2中光電放大模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是圖2中反饋控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是圖2中測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
；
[0023]為了使本發(fā)明的目的、所解決的技術(shù)問題和技術(shù)方案更加清晰明了，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024]圖2-圖6中白色粗箭頭均表示激光信號，黑色窄箭頭均表示電信號。
[0025]參照圖2，本發(fā)明包括連