專利名稱：基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置及測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
高功率激光系統(tǒng)的特點(diǎn)是激光的功率高、能量大、傳輸過(guò)程中需要大量的光學(xué)元件。由于激光的功率高、能量大，在激光的傳輸以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中就容易對(duì)光學(xué)元件造成損傷，特別是關(guān)鍵位置上的光學(xué)元件，損傷的光學(xué)元件對(duì)傳輸經(jīng)過(guò)的激光光束質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響，例如激光近場(chǎng)、激光波前等激光參數(shù)。為了完成對(duì)裝置中此類關(guān)鍵元件的監(jiān)視以及元件損壞程度的測(cè)量，就需要在激光參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)加入對(duì)此種情況的監(jiān)視測(cè)量光路。由于CCD等光電探測(cè)器靶面尺寸的限制，難以一發(fā)次完成損傷光學(xué)元件的全口徑監(jiān)視測(cè)量，因此就需要大靶面的膠片來(lái)完成光學(xué)元件的損傷檢測(cè)。激光裝置中所涉及的波長(zhǎng)有三種近紅外光、可見光和紫外光。膠片在不同的波長(zhǎng)處其感光靈敏度以及對(duì)激光光強(qiáng)的響應(yīng)范圍也是有差異的。由于膠片對(duì)激光光強(qiáng)的響應(yīng)范圍是未知的，因此在裝置進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，在同等的激光功率和能量下需要進(jìn)行多個(gè)發(fā)次的物理實(shí)驗(yàn)以便更換膠片光路中不同衰減倍率的衰減片來(lái)適應(yīng)膠片的最佳響應(yīng)值，這一過(guò)程對(duì)裝置的實(shí)驗(yàn)成本以及時(shí)間的利用等都是不經(jīng)濟(jì)的。因此，通過(guò)膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置提前完成膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)試，找到膠片的最佳響應(yīng)區(qū)域，在激光裝置進(jìn)行物理試驗(yàn)時(shí)即可提前匹配好膠片光路激光光強(qiáng)衰減片的衰減倍率，實(shí)驗(yàn)一發(fā)完成對(duì)目標(biāo)光學(xué)元件的損傷測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，此裝置可以對(duì)膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍進(jìn)行測(cè)試，以便提前匹配好膠片測(cè)量光路激光光強(qiáng)衰減片的衰減倍率完成可對(duì)目標(biāo)光學(xué)元件的損傷測(cè)試。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，其特殊之處在于所述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置包括暗室、激光器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計(jì)；所述快門裝置以及積分球依次設(shè)置在激光器的出射光路上；所述積分球包括第一出口以及第二出口 ；所述第一出口設(shè)置有膠片暗盒；所述第二出口電性連接功率計(jì)；所述激光器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處于暗室中。上述第一出口以及第二出口的形狀和大小都是相同的。上述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置還包括示波器；所述示波器與功率計(jì)電性連接。上述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置還包括設(shè)置在激光器與快門裝置之間的固定衰減片。
一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特殊之處在于所述測(cè)量方法包括以下步驟I)搭建膠片的測(cè)試光路；2)通過(guò)功率計(jì)監(jiān)視激光器的輸出強(qiáng)度，記錄功率計(jì)的讀數(shù)和激光器的輸出強(qiáng)度讀數(shù)，將記錄結(jié)果繪成激光輸出強(qiáng)度與功率計(jì)讀數(shù)分布圖，根據(jù)分布圖確定接近線性分布的區(qū)域，利用此區(qū)域進(jìn)行膠片的測(cè)試；3)控制膠片暗盒對(duì)膠片進(jìn)行曝光；4)通過(guò)快門裝置控制膠片的曝光時(shí)間，同時(shí)在功率計(jì)上進(jìn)行讀數(shù)，在示波器上記錄脈沖波形個(gè)數(shù)；5)對(duì)同一款膠片分別進(jìn)行不同時(shí)間的曝光，測(cè)試膠片的感應(yīng)范圍；6)對(duì)同一款膠片在同一環(huán)境條件下進(jìn)行顯影處理，通過(guò)比對(duì)顯影后的膠片清晰度，確定膠片的感應(yīng)范圍以及最佳感應(yīng)曝光量。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置提前完成膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)試，找到膠片的最佳響應(yīng)區(qū)域，在激光裝置進(jìn)行物理試驗(yàn)時(shí)即可提前匹配好膠片光路激光光強(qiáng)衰減片的衰減倍率，實(shí)驗(yàn)一發(fā)完成對(duì)目標(biāo)光學(xué)元件的損傷測(cè)試。


圖I是本發(fā)明所提供測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中I-暗室；2_激光器；3_快門裝置；4_積分球；5_功率計(jì)；6_膠片暗盒；7_示波器；8-線纜轉(zhuǎn)接法蘭。
具體實(shí)施例方式參見圖I，本發(fā)明提供了一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，該裝置包括暗室I、激光器2、固定衰減片、快門裝置3、積分球4、功率計(jì)5、示波器7、待測(cè)膠片、膠片暗盒6幾部分組成。固定衰減片、快門裝置3以及積分球4依次設(shè)置在激光器I的出射光路上；積分球4包括第一出口以及第二出口 ；第一出口設(shè)置有膠片暗盒6，待測(cè)膠片設(shè)置在膠片暗盒內(nèi)部；第二出口電性連接功率計(jì)5 ;示波器7與功率計(jì)5電性連接；激光器I、快門裝置3、積分球4以及膠片暗盒6共同處于暗室中。本發(fā)明中的快門裝置3可采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種快門裝置。用于連接功率計(jì)5和第二出口的電線在穿過(guò)暗室時(shí)，采用線纜轉(zhuǎn)接法蘭8進(jìn)行轉(zhuǎn)接。本發(fā)明的工作過(guò)程是為避免膠片曝光，整個(gè)裝置需要放置在暗室I里進(jìn)行操作；積分球4可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如積分球的大小、開口形狀、開口大小和開口位置等。從激光器I出射的激光經(jīng)過(guò)固定衰減片的衰減后到達(dá)快門裝置3，通過(guò)快門裝置3控制膠片的曝光時(shí)間。入射的激光經(jīng)過(guò)快門后進(jìn)入積分球4，激光在積分球4內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次的漫反射將激光束進(jìn)行勻化，以便從積分球4出口出射的光為均勻的光束，這樣入射到膠片上的光束即為均勻光束，積分球4的另一個(gè)出口連接功率計(jì)5探頭，對(duì)積分球4出口出射的激光功率進(jìn)行測(cè)量。將功率計(jì)5和示波器7連接，通過(guò)示波器7上顯示的脈沖波形來(lái)記錄快門的、曝光時(shí)間(曝光次數(shù))。對(duì)應(yīng)每一張曝光的膠片，記錄下功率計(jì)5的讀數(shù)(功率計(jì)5的讀數(shù)為快門開合一次的讀數(shù))和示波器上7出現(xiàn)的脈沖波形個(gè)數(shù)。由于積分球4上連接膠片和功率計(jì)5探頭的兩個(gè)出口形狀和大小都是相同的，因此膠片和功率計(jì)5上所接收的能量也是相同的，即功率計(jì)5上所接收的能量即為膠片上曝光的能量。通過(guò)控制快門的開合次數(shù)(對(duì)應(yīng)示波器7的脈沖個(gè)數(shù))來(lái)控制每張膠片的曝光量，結(jié)合功率計(jì)的讀數(shù)，通過(guò)以下公式(I)計(jì)算膠片的曝光能量，將顯影后的膠片和計(jì)算的曝光能量對(duì)比，即可得到膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍以及激光光強(qiáng)最佳響應(yīng)點(diǎn)。W = PXnXT(I)
其中W-每張膠片曝光能量；P--決門開一次對(duì)應(yīng)的功率計(jì)讀數(shù)；n——示波器上顯示的快門曝光脈沖個(gè)數(shù)；T--決門開合一次的曝光時(shí)間；在快門開合一次的曝光時(shí)間T確定的前提下，通過(guò)控制快門的開合次數(shù)來(lái)控制膠片的曝光時(shí)間，從而達(dá)到增加膠片曝光量的目的。對(duì)顯影后的膠片進(jìn)行比對(duì)，找到具有最佳對(duì)比度的曝光膠片所對(duì)應(yīng)的能量值即為膠片的激光光強(qiáng)最佳響應(yīng)點(diǎn)；找到接近飽和狀態(tài)的曝光膠片所對(duì)應(yīng)的能量值即為膠片的激光光強(qiáng)最高響應(yīng)點(diǎn)，記為Wmax ;找到信號(hào)較弱的曝光膠片所對(duì)應(yīng)的能量值即為膠片的激光光強(qiáng)最低響應(yīng)點(diǎn)，記為Wmin;通過(guò)公式(2)來(lái)計(jì)算膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍
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^nUn(2)其中D-膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍；Wmax——接近飽和狀態(tài)的曝光膠片所對(duì)應(yīng)的能量值即為膠片的激光光強(qiáng)最高響應(yīng)點(diǎn)；Wmin——信號(hào)較弱的曝光膠片所對(duì)應(yīng)的能量值即為膠片的激光光強(qiáng)最低響應(yīng)點(diǎn)。記錄方式根據(jù)控制快門的開合次數(shù)確定膠片的曝光時(shí)間；設(shè)定好快門的曝光時(shí)間，根據(jù)快門的開合次數(shù)，通過(guò)示波器記錄傳入示波器的快門脈沖波形個(gè)數(shù)記錄膠片每次的曝光時(shí)間，通過(guò)公式(I) (2)計(jì)算膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍，具體實(shí)施步驟為I、根據(jù)測(cè)試光路圖搭建膠片的測(cè)試光路；2、通過(guò)功率計(jì)監(jiān)視，調(diào)節(jié)激光器的輸出強(qiáng)度，并記錄功率計(jì)的讀數(shù)和激光器的輸出強(qiáng)度讀數(shù)，將記錄結(jié)果繪成分布圖，找到接近線性分布的區(qū)域，利用此區(qū)域進(jìn)行膠片的測(cè)試實(shí)驗(yàn)；3、控制膠片暗盒的開關(guān)，對(duì)膠片進(jìn)行曝光；4、通過(guò)控制快門的開合次數(shù)控制膠片的曝光時(shí)間，同時(shí)在功率計(jì)上進(jìn)行讀數(shù)，在示波器上記錄脈沖波形個(gè)數(shù)；5、對(duì)同一款膠片分別進(jìn)行不同的曝光時(shí)間實(shí)驗(yàn)，以此測(cè)試膠片的感應(yīng)范圍；6、對(duì)同一款膠片在同一環(huán)境條件下進(jìn)行顯影處理，通過(guò)比對(duì)顯影后的膠片清晰度，從而確定膠片的感應(yīng)范圍以及最佳感應(yīng)曝光量。
權(quán)利要求
1.一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，其特征在于所述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置包括暗室、激光器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計(jì)；所述快門裝置以及積分球依次設(shè)置在激光器的出射光路上；所述積分球包括第一出口以及第二出口 ；所述第一出口設(shè)置有膠片暗盒；所述第二出口電性連接功率計(jì)；所述激光器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處于暗室中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，其特征在于所述第一出口以及第二出口的形狀和大小都是相同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，其特征在于所述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置還包括示波器；所述示波器與功率計(jì)電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置，其特征在于所述基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置還包括設(shè)置在激光器與快門裝置之間的固定衰減片。
5.一種基于權(quán)利要求4所述的基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置的測(cè)量方法，其特征在于所述測(cè)量方法包括以下步驟 1)搭建膠片的測(cè)試光路； 2)通過(guò)功率計(jì)監(jiān)視激光器的輸出強(qiáng)度，記錄功率計(jì)的讀數(shù)和激光器的輸出強(qiáng)度讀數(shù)，將記錄結(jié)果繪成激光輸出強(qiáng)度與功率計(jì)讀數(shù)分布圖，根據(jù)分布圖確定接近線性分布的區(qū)域，利用此區(qū)域進(jìn)行膠片的測(cè)試； 3)控制膠片暗盒對(duì)膠片進(jìn)行曝光； 4)通過(guò)快門裝置控制膠片的曝光時(shí)間，同時(shí)在功率計(jì)上進(jìn)行讀數(shù)，在示波器上記錄脈沖波形個(gè)數(shù)； 5)對(duì)同一款膠片分別進(jìn)行不同時(shí)間的曝光，測(cè)試膠片的感應(yīng)范圍； 6)對(duì)同一款膠片在同一環(huán)境條件下進(jìn)行顯影處理，通過(guò)比對(duì)顯影后的膠片清晰度，確定膠片的感應(yīng)范圍以及最佳感應(yīng)曝光量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置及測(cè)量方法，該測(cè)量裝置包括暗室、激光器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計(jì)；快門裝置以及積分球依次設(shè)置在激光器的出射光路上；積分球包括第一出口以及第二出口；第一出口設(shè)置有膠片暗盒；第二出口電性連接功率計(jì)；激光器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處于暗室中。本發(fā)明提供了一種基于膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍測(cè)量裝置及測(cè)量方法，此裝置可以對(duì)膠片的激光光強(qiáng)響應(yīng)范圍進(jìn)行測(cè)試，以便提前匹配好膠片測(cè)量光路激光光強(qiáng)衰減片的衰減倍率完成可對(duì)目標(biāo)光學(xué)元件的損傷測(cè)試。
文檔編號(hào)G01J1/04GK102636257SQ201210132058
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者張彭舜, 李紅光, 董曉娜, 達(dá)爭(zhēng)尚 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所