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专利号: 2011102885453
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:根据被测光学薄膜元件的反射率或透射率随温度变化的规律,拟合获得探测光波波长位置反射率或透射率与温度变化之间的线性关系A,所述线性关系A的表达式为:R=k1ΔT+R0,

其中R为被测光学薄膜元件的反射率或透射率,R0为初始温度无变化时的反射率或透射率,△T为温度变化值,k1为比例系数;

S2:采用一束激光作为加热光束照射到被测光学薄膜元件上,选择一束波长靠近所述的光学薄膜元件反射或透射带边缘的功率毫瓦级或更低的低功率连续激光作为探测光束,与加热光束照到被测光学薄膜元件的相同或相邻位置,由光电探测器监测被测光学薄膜元件的反射或透射的全部探测光强度的变化,拟合获得反射率或透射率与加热光束功率之间的线性关系B,所述线性关系B的表达式为:R=k2P+R0,

其中,P为加热光功率,k2为比例系数;

S3:根据线性关系A和线性关系B,得到温度变化与加热光束功率之间的线性关系C,所述线性关系C为:ΔT=(k2/k1)·P,

其中,k2/k1为比例系数;

S4:将已知光学和热学参数的光学薄膜元件作为已知样品,测量已知样品的表面加热光斑大小以及对加热光束的反射率或透射率,从而得到已知样品的温度变化与加热光束功率之间的线性关系D,所述线性关系D的表达式为:ΔT=k3P,

其中,k3为比例系数;

S5:通过调整已知样品对加热光束的吸收率,使线性关系D与线性关系C相同,即比例系数k3和比例系数k2/k1相同,获得被测光学薄膜元件对加热光束的吸收率。

2.根据权利要求1所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:在所述步骤S1中通过窄带滤色片领域分析光谱温度性的高桥模型获得反射率或透射率与温度变化的线性关系A。

3.根据权利要求2所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:所述步骤S2中的激光为强度周期性调制的功率瓦级或以上的高功率连续激光光束或脉冲激光光束。

4.根据权利要求3所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:所述加热光功率不同时的被测光学薄膜元件的反射率或透射率实验中通过以下公式来获得:其中,Vac表示为实验测到的交变信号幅值,Vdc表示为实验测到的直流信号幅值。

5.根据权利要求4所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:在所述步骤S4中测量已知样品的表面加热光斑大小以及对加热光束的反射率或透射率,然后根据热传导方程获得样品表面温度的变化。

6.根据权利要求5所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:所述光学薄膜吸收损耗为弱吸收状态,保证各种关系的线性度。

7.根据权利要求6所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:当加热光束为连续激光时,采用锁相放大器记录光电探测器输出电流或电压信号的一次谐波振幅和相位,通过定标得到被测光学薄膜元件吸收损耗及其实时变化情况;当加热光束为脉冲激光时,采用数字存储示波器或数据采集卡记录光电探测器输出电流或电压信号随时间的变化过程,通过定标得到待测光学薄膜元件吸收损耗及其实时变化情况。

8.根据权利要求7所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:所述光电探测器前设置有一聚焦透镜,将薄膜元件反射或透射的探测光全部会聚到探测器的接收面上,得到反射或透射光强度的实时变化。

9.根据权利要求8所述的实现光学薄膜元件吸收损耗绝对测量的方法,其特征在于:当探测激光束相对于被测光学薄膜元件表面的入射角使反射或透射光偏振分离显著时,在探测器前面加偏振片,可实时探测反射或透射偏振光强度的变化。