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极高反射率测量仪

梁永辉  
【摘要】: 本文的目的是要在国内现有的技术水平条件下实现激光镜片的极高反射率测量。当前在这一测量领域最为先进的技术是通过测量含有待测镜片的无源谐振腔的损耗来得到待测镜片的损耗(包括透射、吸收和散射损耗),进而得到镜片的反射率。本文采用三种方案实现了无源谐振腔损耗的测量。 第一章简单回顾了高反射率光学镜片测量的发展历程。在极高反射率(或超低光学损耗)镜片快速发展的今天,传统的测量方法已渐渐不能满足测量需要。目前“时间衰减法”是得到普遍认可的测量极高反射率(或超低光学损耗)最为合适的技术,它是通过测量含有待测镜片的无源谐振腔的光强衰减时间来得到谐振腔的总损耗,进而得到待测镜片的损耗及反射率。这是一种非常规的测量方法,它的突出优点是谐振腔的损耗越低越容易测量。文中还提到另外一种非常规方法可以实现与时间衰减法的相互验证。 第二章详细推导了在小抖动稳频条件下无源谐振腔对振幅调制的激光光波的频率响应,并在此基础上实现了无源谐振腔损耗的调幅光波法测量,即利用锁相检测技术分别测量了谐振腔输出的光强调制信号与入射光强调制信号的幅度比和相位差随调制频率的变化曲线,经对测量数据做最小二乘拟合得到了无源谐振腔的半宽度,最终得到谐振腔的总损耗为(977.0±2.0)ppm。 第三章采用连续光波的时间衰减法测量了无源谐振腔的总损耗。首先进行了电磁兼容设计,消除了高半波电压电光开关迅速退压之后对周围环境,特别是光强衰减信号检测电路的高频强电磁干扰,在此基础上建立起了连续光波时间衰减法的测量装置,充分进行无源谐振腔总损耗的测量,仔细分析了实验过程中的误差因素,指出在现有实验条件下限制该方法测量精度和可靠性的主要原因是电光开关的时间关断特性不理想。 本文最后通过以极低频的三角波电压信号扫描无源谐振腔的压电陶瓷,由示波 国防科学技术大学研究生院学位论文 器观察谐振腔的透射光谱,得到了谐振腔的半宽度。这一方法的测量结果在误差范 围内验证了无源谐振腔总损耗的调幅光波法测里结果。


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