申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2024-02-05

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN118225385A

主分类号：G01M11/00

分类号：G01M11/00;G01M11/02;G01N21/59;G01N21/55;G01N21/45;G01J9/02;G01N21/88;G01N21/958;G01N21/01;G01N21/49;G01B11/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.21#公开

摘要：本发明涉及一种消除表面反射对光腔衰荡技术测量光学损耗影响的数据处理方法，步骤为：采用光腔衰荡技术，先测量初始腔的衰荡信号并拟合得到初始腔衰荡时间。将被测光学元件插入谐振腔内构成测试腔，测量输出的衰荡信号并拟合得到测试腔衰荡时间，计算得到被测光学元件的测量损耗值。根据被测光学元件的光学和几何特性参数及其在谐振腔内的位置，计算得到测试腔的理论输出光腔衰荡信号并与光电探测器的响应函数进行卷积，将卷积结果按单指数衰减函数拟合得到测试腔的理论衰荡时间，根据理论衰荡时间计算出被测光学元件的计算损耗值。通过一次函数拟合建立光学元件真实损耗值和计算损耗值之间的关系，并由此被测光学元件的测量损耗值计算出被测光学元件的真实损耗值。

主权项：1.一种消除表面反射对光腔衰荡技术测量光学损耗影响的数据处理方法，其实现步骤如下：步骤1、搭建初始腔衰荡系统。将脉冲激光器输出的一束脉冲激光束注入到稳定的初始光学谐振腔，称为初始腔，所述的初始腔由第一平凹高反射镜2和第二平凹高反射镜4构成直型腔，其中第二平凹高反射镜4为输出镜，腔长为L0。激光束在腔内来回反射的过程中，一部分激光能量由第二平凹高反射镜4输出，输出的激光束被透镜5聚焦并由光电探测器6收集。调节第一平凹高反射镜2和第二平凹高反射镜4的俯仰和偏摆使初始腔的输出信号幅值最大且衰荡时间最长后，将测得的光腔衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到初始腔的衰荡时间t0。根据公式R＝exp-L0ct0c为光速，计算出第一平凹高反射镜2和第二平凹高反射镜4的平均反射率。步骤2、测量被测光学元件3的测量损耗值。将被测光学元件3安装在俯仰和偏摆可调节的镜架上，并将其插入衰荡腔中适当位置。调节镜架使被测光学元件3的两个平行表面垂直于光束的传播方向，使测试腔的衰荡信号的幅值最大且衰荡时间最长。将光电探测器探测的衰荡信号按单指数衰减函数拟合得到测试腔的衰荡时间t1。根据公式其中L＝L1+L2+nd，n和d分别为被测光学元件3的折射率和厚度，计算出被测光学元件3的损耗值称为测量损耗值。步骤3、测试腔的理论输出衰荡信号与探测器响应函数进行卷积。通过查阅或测量被测光学元件3的折射率后，根据公式其中R3为被测光学元件3的表面反射率计算光束垂直入射时被测光学元件3的表面反射率。按合适的步长假设被测光学元件3的真实损耗a0并位于步骤2中所插入谐振腔的位置，测试腔的理论输出光腔衰荡信号存在主脉冲和两个主脉冲之间的四个小脉冲。理论输出衰荡信号可表示为:I＝I0A11+A12+A13+A14+A15……+AN1+AN2+AN3+AN4+AN5其中N为脉冲光束在测试腔内来回反射的次数，L1为第一平凹高反射镜2与被测光学元件3的距离，L2为第二平凹高反射镜4与被测光学元件3的距离，R1为第一平凹高反射镜2的反射率，R2为第二平凹高反射镜4的反射率，d为被测光学元件3的厚度。将测试腔的理论输出光腔衰荡信号与探测器的响应函数进行卷积，得到的结果按单指数衰减函数拟合得到测试腔的理论衰荡时间t2。步骤4、计算被测光学元件3的真实损耗值。根据步骤3得到的测试腔理论衰荡时间t2与公式计算出被测光学元件3的损耗值称其为计算损耗值。将得到的计算损耗值与假设的真实损耗值通过一次函数进行线性拟合。得到的计算损耗值a与真实损耗值a0之间的关系可表示为：a＝c1a0+c2，其中c1，c2为线性拟合得到的常数。用得到的计算损耗值和真实损耗值之间的关系以及步骤2得到的测量损耗值，消除表面反射对被测光学元件3光学损耗测量的影响，计算出被测光学元件3的真实损耗值。

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百度查询： 电子科技大学 一种消除表面反射对光腔衰荡技术测量光学损耗影响的数据处理方法

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