测量材料防护阈值的方法及其装置

技术特征：
1.一种测量材料防护阈值的方法，其特征在于，包括步骤：基线测量阶段：
①
构建第一反射光路并探测其能量：设置激光器，并沿该激光器的输出光束方向依次设置第一镀膜全反镜、第二镀膜全反镜、第一小孔光阑和第一分光平片；所述的第一分光平片，将入射光分为第一反射光和第一透射光两束光；所述的第一反射光经第三聚焦透镜聚焦后，由所述的第一探测器探测第一反射光的能量(功率)pd1
基
，并传输至计算机；
②
构建第一透射光路并探测其能量：沿所述的第一透射光的传输方向依次设置第一聚焦透镜60、第二小孔光阑、第二聚焦透镜和第二探测器；所述的第二小孔光阑与所述第一小孔光阑等高，且所述的第二聚焦透镜的焦点和第一聚焦透镜的焦点重合，由所述的第二探测器探测第一透射光的能量(功率)pd2
基
，并传输至计算机；
③
构建第二反射光路并探测其能量：在所述的第一聚焦透镜和第二小孔光阑之间、第一聚焦透镜的焦点处放置待测样品，经该待测样品反射的反射光经第一分光平片50反射后，由第二分光平片53分为第二反射光和第二透射光两束光；将光束质量分析仪替换待测样品，测量样品位置处的光斑面积；重新放置样品后，沿所述的第二反射光的传输方向，放置第五聚焦透镜56与光束质量分析仪，且调整二者间距，使所述光束质量分析仪当前光斑面积与样品位置处的光斑面积相同；
④
构建第二透射光路并探测其能量：沿所述第二透射光的传输光路方向设置第四聚焦透镜54和第三探测器55，由所述的第三探测器探测第二透射光的能量(功率)pd3
基
，并传输至计算机；
⑤
构建散射光路并探测其能量：在待测样品预放置位置的侧面，设置第六聚焦透镜71和第四探测器72，由所述的第四探测器探测散射光的能量(功率)pd4
基
，并传输至计算机；样品测量阶段：
⑥
将待测样品放置在样品架上，调节待测样品使其表面与主光路垂直，所述第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器将探测到的能量(功率)信号输入到所述计算机中，分别记为pd1
样
、pd2
样
、pd3
样
、pd4
样
，所述光束质量分析仪探测到的当前光斑面积输入到所述计算机中，记为a；
⑦
计算待测样品的透过率t、反射率r和散射率s，公式如下：和
⑧
以测试时间为横坐标，透过率t、反射率r、散射率s和光斑面积a为纵坐标，分别绘制待测样品的透过率曲线、反射率曲线、散射率曲线和光斑面积曲线。2.实施权利要求1所述的测量材料防护阈值的方法的装置，其特征在于，包括激光器、沿所述脉冲激光器的输出光束方向依次设置的第一镀膜全反镜、第二镀膜全反镜、第一小孔光阑和第一分光平片；
所述的第一分光平片，将入射光分为第一反射光和第一透射光两束光；所述的第一反射光经第三聚焦透镜聚焦后，由所述的第一探测器、第一聚焦透镜、待测样品、第二小孔光阑、第二聚焦透镜和第二探测器；沿所述第一分光平片的反射光方向依次设置有第三聚焦透镜和第一探测器，沿所述第一分光平片的反射方向的另一侧设置有第二分光平片、第四透镜和第三探测器；沿所述第二分光平片的反射方向设置有第五透镜和光束质量分析仪；沿所述样品的侧面设置有第六透镜和第四探测器；所述待测样品设置在五维精密平移台上；还包括与所述第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器分别电连接的计算机；所述光束质量分析仪与所述计算机电连接。3.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置，其特征在于，所述第一探测器、第二探测器、第三探测器和第四探测器可以扩展为第一能量计/功率计、第二能量计/功率计、第三能量计/功率计和第四能量计/功率计。4.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置，其特征在于，所述所述第一镀膜全反镜、第二镀膜全反镜、第一分光平片、第二分光平片与光轴夹角均为45
°
。5.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置，其特征在于，所述第一分光平片对所述经过第一小孔光阑后激光的透反比为9∶1，所述第二分光平片对所述经过待测样品反射回来的光被第一分光平片反射后激光的透反比为9∶1。

技术总结
本发明提供了一种测量材料激光防护阈值的方法及其装置，其中，测量方法是采用透镜进行激发光聚焦，使用能量计/功率计对透射信号、反射信号、散射信号进行收集，使用光束质量分析仪对光斑进行同步成像，可以实现对样品透过率、反射率、散射率的测量，进而得到材料的防护阈值参数。本发明方法适用于透明、非透明样品的测量。的测量。的测量。


技术研发人员：董宁宁 王梓鑫 王俊
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：2022.08.31
技术公布日：2022/12/5