栗浦激光光束聚焦到樣品10表面。
[0027]栗浦激光輸出裝置8放置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9可以讓栗浦激光輸出裝置8沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，該圓形軌跡的圓心與栗浦激光光束在樣品10表面的焦點(diǎn)重合。這樣，當(dāng)栗浦激光輸出裝置8在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上運(yùn)動(dòng)時(shí)，栗浦激光光束的入射角度發(fā)生相應(yīng)變化，但是，栗浦激光光束在樣品10表面的焦點(diǎn)位置并不發(fā)生變化，可以確保在不同栗浦激光入射角度下，測(cè)量結(jié)果的可靠性。由樣品10表面反射的栗浦激光光束被栗浦激光吸收裝置12收集，栗浦激光吸收裝置12也放置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上，并且能夠沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)。
[0028]樣品10放置于樣品裝夾掃描裝置11。由探測(cè)激光光源13輸出的探測(cè)激光光束經(jīng)過(guò)探測(cè)激光第一角度調(diào)整裝置14反射，再經(jīng)過(guò)探測(cè)激光整形處理裝置15處理后，由探測(cè)激光第一聚焦裝置16聚焦到樣品10表面，與栗浦激光光束的焦點(diǎn)重合。由樣品10表面反射的探測(cè)激光光束再依次經(jīng)過(guò)探測(cè)激光第二聚焦裝置17收集、探測(cè)激光第二角度調(diào)整裝置18反射后，由探測(cè)激光分光裝置19分為兩束，其中一束進(jìn)入探測(cè)激光功率探測(cè)裝置20對(duì)探測(cè)激光的功率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，另一束則依次經(jīng)過(guò)空間濾波裝置21和濾光裝置22后，進(jìn)入光電探測(cè)裝置23ο
[0029]本發(fā)明的技術(shù)原理:
如圖2所示，入射的栗浦激光光束和探測(cè)激光光束聚焦在樣品表面，并且焦點(diǎn)重合。由于栗浦激光激發(fā)引起的表面熱“透鏡”效應(yīng)，出射的探測(cè)激光光束的傳播特性會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)需要測(cè)量不同栗浦激光入射角度下的樣品表面吸收特性時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)樣品，此時(shí)，由樣品表面反射出來(lái)的探測(cè)激光光束的出射方向也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。圖1中，當(dāng)樣品從位置1旋轉(zhuǎn)到位置2時(shí)，出射探測(cè)激光光束也相應(yīng)地從方向1旋轉(zhuǎn)到方向2，這樣后續(xù)的對(duì)探測(cè)激光傳播特性進(jìn)行檢測(cè)的裝置也需要相應(yīng)地移動(dòng)。這不僅會(huì)使得整個(gè)探測(cè)激光光路變得很復(fù)雜，而且會(huì)大大影響測(cè)量的精度。因此，在測(cè)量不同栗浦激光入射角度下的樣品表面吸收特性時(shí)，最好能夠使探測(cè)激光光束在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中保持不動(dòng)。另外，由于測(cè)量結(jié)果還與栗浦激光和探測(cè)激光焦點(diǎn)的相對(duì)位置、焦斑尺寸的比例、焦點(diǎn)的重合度密切相關(guān)，在測(cè)量過(guò)程中改變栗浦激光入射角度時(shí)，還要保證栗浦激光焦點(diǎn)的位置和探測(cè)激光焦點(diǎn)的位置不變，一種可行的做法就是只改變栗浦激光的入射方向。
[0030]對(duì)于自由空間光路來(lái)說(shuō)，改變栗浦激光的入射方向，同時(shí)還要保證焦點(diǎn)的位置不改變，實(shí)現(xiàn)起來(lái)是很困難的。采用光纖技術(shù)可以克服這一困難，本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)正是將光纖技術(shù)和光熱檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，利用光纖的優(yōu)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)光熱檢測(cè)中栗浦激光入射角度的自由調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)過(guò)程中無(wú)需再對(duì)光路進(jìn)行重新校準(zhǔn)。
[0031]如圖3所示，栗浦激光光束100由栗浦激光耦合裝置6耦合到光纖7里面，光纖7的尾端與栗浦激光輸出裝置8相連接，由栗浦激光輸出裝置8出射的栗浦激光光束101聚焦到樣品10的表面激發(fā)產(chǎn)生表面熱“透鏡”效應(yīng)。探測(cè)激光光束200也聚焦到樣品10的表面，與栗浦激光光束101的焦點(diǎn)重合，對(duì)表面熱“透鏡”效應(yīng)進(jìn)行探測(cè)。栗浦激光輸出裝置8放置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9可以讓栗浦激光輸出裝置8沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，該圓形軌跡的圓心與栗浦激光光束101在樣品10表面的焦點(diǎn)重合。這樣，當(dāng)栗浦激光輸出裝置8在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)9上運(yùn)動(dòng)時(shí)，栗浦激光光束101的入射角度發(fā)生相應(yīng)變化，但是，栗浦激光光束101在樣品10表面的焦點(diǎn)位置并不發(fā)生變化。圖3中，當(dāng)栗浦激光輸出裝置8從位置1沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)到位置2時(shí)，探測(cè)激光光束200的位置沒(méi)有發(fā)生變化，栗浦激光光束101的入射角度發(fā)生了變化，而從栗浦激光輸出裝置8到樣品10上探測(cè)激光光束200的焦點(diǎn)位置的距離并沒(méi)有變化，因此，栗浦激光和探測(cè)激光在樣品表面上焦點(diǎn)的相對(duì)位置、焦斑尺寸的比例、焦點(diǎn)的重合度也沒(méi)有變化，這樣就可以確保在不同栗浦激光入射角度下測(cè)量結(jié)果的可靠性。
[0032]以上所述實(shí)施方式僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:包括分別與樣品光路連接的栗浦激光光源、探測(cè)激光光源和探測(cè)激光檢測(cè)裝置，所述栗浦激光光源與樣品之間依次設(shè)有栗浦激光調(diào)制裝置、栗浦激光耦合裝置、光纖和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的栗浦激光輸出裝置，所述探測(cè)激光光源與樣品之間設(shè)有探測(cè)激光第一聚焦裝置； 所述栗浦激光光源，用于輸出栗浦激光光束，所述栗浦激光光束經(jīng)過(guò)栗浦激光調(diào)制裝置調(diào)制后，再經(jīng)過(guò)栗浦激光耦合裝置耦合進(jìn)光纖的一端，所述光纖的另一端與栗浦激光輸出裝置連接； 所述栗浦激光輸出裝置，用于將光纖傳輸?shù)睦跗旨す夤馐劢沟綐悠繁砻?，并能夠在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，所述圓形軌跡的圓心與栗浦激光光束在樣品表面的焦點(diǎn)重合； 所述探測(cè)激光光源，用于輸出探測(cè)激光光束，所述探測(cè)激光光束經(jīng)過(guò)探測(cè)激光第一聚焦裝置聚焦在樣品表面，且其在樣品表面的焦點(diǎn)與所述栗浦激光光束在樣品表面的焦點(diǎn)重合； 所述探測(cè)激光檢測(cè)裝置，用于收集從樣品表面反射的探測(cè)激光光束，并對(duì)收集的探測(cè)激光光束傳播特性的變化進(jìn)行檢測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:還包括設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的栗浦激光吸收裝置，所述栗浦激光吸收裝置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制下沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，用于吸收從樣品表面反射的栗浦激光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:還包括用于放置樣品的樣品裝夾掃描裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:所述栗浦激光光源與栗浦激光調(diào)制裝置之間設(shè)有栗浦激光角度調(diào)整裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:所述栗浦激光調(diào)制裝置與栗浦激光耦合裝置之間設(shè)有栗浦激光分光裝置，所述栗浦激光調(diào)制裝置位于栗浦激光分光裝置的入射光路上，所述栗浦激光耦合裝置位于栗浦激光分光裝置的反射光路上，所述栗浦激光分光裝置的透射光路上設(shè)有栗浦激光功率探測(cè)裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:所述探測(cè)激光光源與探測(cè)激光第一聚焦裝置之間依次設(shè)有探測(cè)激光角度調(diào)整裝置和探測(cè)激光整形處理裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:所述探測(cè)激光檢測(cè)裝置包括依次設(shè)置的探測(cè)激光第二聚焦裝置、探測(cè)激光第二角度調(diào)整裝置、空間濾波裝置、濾光裝置和光電探測(cè)裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，其特征在于:所述探測(cè)激光第二角度調(diào)整裝置與空間濾波裝置之間設(shè)有探測(cè)激光分光裝置，所述探測(cè)激光第二角度調(diào)整裝置設(shè)置在探測(cè)激光分光裝置的入射光路上，所述空間濾波裝置設(shè)置在探測(cè)激光分光裝置的透射光路上，所述探測(cè)激光分光裝置的反射光路上設(shè)有探測(cè)激光功率探測(cè)目.ο
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可變角度的光學(xué)元件表面吸收特性測(cè)量裝置，包括分別與樣品光路連接的泵浦激光光源、探測(cè)激光光源和探測(cè)激光檢測(cè)裝置，泵浦激光光源與樣品之間依次設(shè)有泵浦激光調(diào)制裝置、泵浦激光耦合裝置、光纖和設(shè)置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的泵浦激光輸出裝置；泵浦激光輸出裝置能夠在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上沿圓形軌跡運(yùn)動(dòng)，且該圓形軌跡的圓心與泵浦激光光束在樣品表面的焦點(diǎn)重合。當(dāng)泵浦激光輸出裝置在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵浦激光光束的入射角度發(fā)生相應(yīng)變化，但泵浦激光光束在樣品表面的焦點(diǎn)位置并不發(fā)生變化。因此，本發(fā)明可以確保在不同泵浦激光入射角度下測(cè)量結(jié)果的可靠性，利用光纖的優(yōu)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)泵浦激光入射角度的自由調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)過(guò)程中無(wú)需重新校準(zhǔn)光路。
【IPC分類】G01N21/01, G01N21/63, G01M11/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105424602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511012700
【發(fā)明人】陳堅(jiān), 吳周令, 董敬濤
【申請(qǐng)人】合肥知常光電科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日