一種多功能光學(xué)材料測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種多功能光學(xué)材料測試裝置。所述裝置可以進行光學(xué)材料純度檢測、光學(xué)材料損傷閾值測試，可能夠用于對光學(xué)材料進行預(yù)輻照以提高損傷閾值置，尤其適用于紫外波段的光學(xué)材料及光學(xué)薄膜元件。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)材料的純度檢測及提高光學(xué)薄膜和激光材料的損傷閾值，一直是從事激光研究及材料制備的學(xué)者所共同關(guān)心的問題。目前隨著光刻技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，用于紫外波段的光學(xué)材料CaF2得到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。由于低純度的CaF2材料會明顯吸收激光能量，引起輸出激光的波前畸變并且產(chǎn)生嚴重的色心現(xiàn)象，因此對于該材料的純度檢測是其使用前必不可少的環(huán)節(jié)。此外該材料的成本及鍍膜成本都非常高，因此對其損傷閾值的測試及提高其損傷閾值也是從事激光研究及材料制備的學(xué)者所共同關(guān)心的問題。
[0003]目前，提高光學(xué)薄膜和材料損傷閾值的比較行之有效的方法就是用低于損傷閾值的激光對光學(xué)薄膜和材料進行輻照處理。因為激光預(yù)輻照光學(xué)薄膜和材料除了可以去除其表面吸附的H20、0)2和灰塵外，還可以對其表面起激光拋光作用，使其表面變的光潔、均勻、細致。更重要的是，使其表面的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化和對表面缺陷有修復(fù)作用。從而使樣品的表面結(jié)構(gòu)變的更加完整，因此提高了抗激光損傷的能力。
[0004]目前市場上已存在用于光學(xué)薄膜元件損傷閾值測試及光學(xué)材料純度檢測的裝置，但其功能唯一并且成本很高，
【實用新型內(nèi)容】
[0005](一 )要解決的技術(shù)問題
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是當前的光學(xué)材料測試裝置只能進行單一參數(shù)的測試，使用不方便且成本高昂。
[0007]( 二)技術(shù)方案
[0008]本實用新型提出一種多功能光學(xué)材料測試裝置，包括激光器、第一部分反射鏡、第一樣品室、第二部分反射鏡、第二樣品室、全反射鏡和第三樣品室，其中，所述激光器輸出的激光首先經(jīng)過所述第一部分反射進行分光，透射的激光入射到第一樣品室中，反射的激光入射到第二部分反射鏡；所述第二部分反射鏡對從所述第一部分反射鏡反射的激光進行分光，反射的激光入射到第二樣品室，透射的激光入到第三部分反射鏡；全反射鏡用于將從第二部分反射鏡透射的激光反射到第三樣品室。
[0009]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，所述光學(xué)材料測試裝置還包括第一可變衰減片、第二可變衰減片和第三可變衰減片，其分別設(shè)置于第一部分反射鏡和第一樣品室之間、第二部分反射鏡與第二樣品室之間、全反射鏡與第三樣品室之間，各可變衰減片用于調(diào)節(jié)入射到各樣品室的激光的能量。
[0010]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，所述第一樣品室的內(nèi)部連接到一個光譜儀，由此，該第一樣品室中的光學(xué)材料樣品在激光照射下產(chǎn)生的熒光能被傳送到光譜議；所述光譜儀用于顯示并存儲檢測到的熒光的光譜信息，通過將所獲得光譜信息與已知的標準光譜信息進行對比，由此測定所測光學(xué)材料樣品的純度。
[0011]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，在第二樣品室和與第二可變衰減片之間設(shè)置一個激光擴束整形系統(tǒng)，該激光擴束整形系統(tǒng)用于對激光束進行擴束和整形；放置在該第二樣品室中的光學(xué)材料樣品能夠進行激光預(yù)輻照。
[0012]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，在第三可變衰減片和第三樣品室之間設(shè)置一個激光縮束整形系統(tǒng)，該激光縮束整形系統(tǒng)用于對激光進行縮束和整形，照射到該第三樣品室中的樣品的激光用于進行該樣品進行損傷閾值測試。
[0013]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，在與所述第三可變衰減片和第三樣品室之間還設(shè)置一個第三部分反射鏡，其用于部分反射入射到第三樣品室的激光到一個能量計，該能量計用于測定被該第三部分反射鏡反射的能量，通過已知第三部分反射鏡的反射率，從而可以計算得到照射到第三樣品室中的樣品上的激光的能量密度。
[0014]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，所述第一部分反射鏡和第二部分反射鏡均與光軸成45°放置。
[0015]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，所述各樣品室具有激光入口和激光出口，并在激光入口和激光出口處通過光學(xué)鏡片密封。
[0016]根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】，從所述各樣品室透射出來的光由吸光材料或者擋光板進行接收。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型的多功能光學(xué)材料測試裝置結(jié)構(gòu)新穎，實現(xiàn)了一機多用的功能，方便用戶并且降低了成本。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的多功能光學(xué)材料測試裝置的原理結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2為本實用新型的一個實施例的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0022]圖1為本實用新型的多功能光學(xué)材料測試裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該測試裝置包括激光器I，多個反射鏡安裝機構(gòu)41、42、43，多個樣品室21、22、23。其中各反射鏡安裝機構(gòu)與各樣品室一一對應(yīng)。樣品室用于裝載需測試的光學(xué)材料，并接收來自激光器I或反射鏡安裝機構(gòu)的激光對光學(xué)材料進行照射。需注意，在該圖1中只顯示三個反射鏡安裝機構(gòu)和三個樣品室，但本實用新型不限于特定的數(shù)目。
[0023]所述反射鏡安裝機構(gòu)41、42、43可用于安裝各種反射鏡，包括全反射鏡或部分反射鏡。并且，反射鏡安裝機構(gòu)也可以不安裝任何反射鏡，并且能夠在測試裝置的工作狀態(tài)下安裝、更換、卸除反射鏡，以使得激光器I發(fā)射的激光被引導(dǎo)至各樣品室中的任意一個或多個。
[0024]其中，第一反射鏡安裝機構(gòu)41用于接收激光器I發(fā)出的激光，并且，在其安裝全反射鏡時，從激光器入射到該第一反射鏡安裝機構(gòu)41的激光被引導(dǎo)至第二反射鏡安裝機構(gòu)42 ;在其未安裝反射鏡時，從激光器入射到該第一反射鏡安裝機構(gòu)41的激光被引導(dǎo)至與該第一反射鏡安裝機構(gòu)41對應(yīng)的第一樣品室21?；蛘呦喾吹兀谄湮窗惭b反射鏡時，從激光器入射到該第一反射鏡安裝機構(gòu)41的激光被引導(dǎo)至第二反射鏡安裝機構(gòu)42 ;在其安裝全反射鏡時，從激光器入射到該第一反射鏡安裝機構(gòu)41的激光被引導(dǎo)至與該第一反射鏡安裝機構(gòu)41對應(yīng)的第一樣品室21。圖1只顯示了前一種情況。
[0025]第二反射鏡安裝機構(gòu)42用于接收第一反射鏡安裝機構(gòu)41發(fā)出的激光，并且，在其安裝全反射鏡時，從第一反射鏡安裝機構(gòu)41入射到該第二反射鏡安裝機構(gòu)42的激光被分別引導(dǎo)至與該第二反射鏡安裝機構(gòu)42對應(yīng)的第二樣品室22;在其未安裝反射鏡時，從第一反射鏡安裝機構(gòu)41入射到該第二反射鏡安裝機構(gòu)42的激光被分別引導(dǎo)至第三反射鏡安裝機構(gòu)43。
[0026]類似的，其他反射鏡安裝機構(gòu)也可以在安裝全反射鏡和未安裝反射鏡兩種狀態(tài)下分別引導(dǎo)至下一反射鏡或相應(yīng)的樣品室。也就是說，在其未安裝反射鏡時，從前一反射鏡安裝機構(gòu)入射到該反射鏡安裝機構(gòu)的激光被引導(dǎo)至下一反射鏡安裝機構(gòu)，在其安裝全反射鏡時，從激光器入射到該反射鏡安裝機構(gòu)的激光被引導(dǎo)至與之對應(yīng)的樣品室。
[0027]由此，通過改變反射鏡安裝機構(gòu)上是否安裝反射鏡，以及安裝何種反射鏡，可以實現(xiàn)同一測量裝置同時能夠在多個樣品室中測試不同的樣品性能。
[0028]圖2為本實用新型的一個實施例的多功能光學(xué)材料測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例的裝置同時具備三種用途，分別為檢測光學(xué)材料的純度、測試光學(xué)薄膜元件的損傷閾值及激光預(yù)輻照光學(xué)薄膜元件和材料提高其損傷閾值。
[0029]如圖2所示，激光器I輸出的激光首先經(jīng)過一個第一部分反射鏡Ml (安裝于第一反射鏡安裝機構(gòu))進行分光。在該實施例中，該第一部分反射鏡Ml的反射面與該激光的光軸方向成45°放置。從第一部分反射鏡Ml透射的激光經(jīng)過一個第一可變衰減片Al，該第一可衰減片Al對激光進行能量衰減，被能量衰減的激光進入第一樣品室21中，第一樣品室中放置有光學(xué)材料樣品，使得光學(xué)材料樣品被入射到第一樣品室21的激光照射。
[0030]通過調(diào)節(jié)第一可變衰減片Al，可以改變照射到第一樣品室21中的光學(xué)材料樣品上的光強。光學(xué)材料以CaF2M料為例，低純度的CaF2M料在深紫外波段光的照射下，其所含的雜質(zhì)成分會產(chǎn)生大量的熒光光譜，因此通過分析其光譜信息就能獲得其純度，根據(jù)對不同樣品進行照射，可以選擇高純度的光學(xué)材料。
[0031 ] 根據(jù)一種優(yōu)選實施方式，通過一根光纖F將第一樣品室21的內(nèi)部連接到一個光譜儀3，由此，所述第一樣品室I中的光學(xué)材料樣品在激光照射下產(chǎn)生的熒光被傳送到光譜議3。光譜儀3用于顯示并存儲檢測到的熒光的光譜信息，通過將所獲得光譜信息與已知的標準光譜信息進行對比，也可以測定所測光學(xué)材料樣