基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置的製作方法
2023-09-21 08:31:40 1
專利名稱：基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光學領域，涉及一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置。
背景技術：
高功率雷射系統的特點是雷射的功率高、能量大、傳輸過程中需要大量的光學元件。由於雷射的功率高、能量大，在雷射的傳輸以及實驗過程中就容易對光學元件造成損傷，特別是關鍵位置上的光學元件，損傷的光學元件對傳輸經過的雷射光束質量會產生較大的影響，例如雷射近場、雷射波前等雷射參數。為了完成對裝置中此類關鍵元件的監視以及元件損壞程度的測量，就需要在雷射參數測量系統加入對此種情況的監視測量光路。 由於CCD等光電探測器靶面尺寸的限制，難以一發次完成損傷光學元件的全口徑監視測量，因此就需要大靶面的膠片來完成光學元件的損傷檢測。雷射裝置中所涉及的波長有三種近紅外光、可見光和紫外光。膠片在不同的波長處其感光靈敏度以及對雷射光強的響應範圍也是有差異的。由於膠片對雷射光強的響應範圍是未知的，因此在裝置進行物理實驗的過程中，在同等的雷射功率和能量下需要進行多個發次的物理實驗以便更換膠片光路中不同衰減倍率的衰減片來適應膠片的最佳響應值，這一過程對裝置的實驗成本以及時間的利用等都是不經濟的。因此，通過膠片的雷射光強響應範圍測量裝置提前完成膠片的雷射光強響應範圍測試，找到膠片的最佳響應區域，在雷射裝置進行物理試驗時即可提前匹配好膠片光路雷射光強衰減片的衰減倍率，實驗一發完成對目標光學元件的損傷測試。
實用新型內容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，此裝置可以對膠片的雷射光強響應範圍進行測試，以便提前匹配好膠片測量光路雷射光強衰減片的衰減倍率完成可對目標光學元件的損傷測試。本實用新型的技術解決方案是本實用新型提供了一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，其特殊之處在於所述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置包括暗室、雷射器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計；所述快門裝置以及積分球依次設置在雷射器的出射光路上；所述積分球包括第一出口以及第二出口 ；所述第一出口設置有膠片暗盒；所述第二出口電性連接功率計；所述雷射器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處於暗室中。上述第一出口以及第二出口的形狀和大小都是相同的。上述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置還包括示波器；所述示波器與功率計電性連接。上述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置還包括設置在雷射器與快門裝置之間的固定衰減片。[0011]本實用新型的優點是本實用新型通過膠片的雷射光強響應範圍測量裝置提前完成膠片的雷射光強響應範圍測試，找到膠片的最佳響應區域，在雷射裝置進行物理試驗時即可提前匹配好膠片光路雷射光強衰減片的衰減倍率，實驗一發完成對目標光學元件的損傷測試。
圖I是本實用新型所提供測量裝置的結構示意圖；其中I-暗室；2_雷射器；3_快門裝置；4_積分球；5_功率計；6_膠片暗盒；7_示波器；8-線纜轉接法蘭。
具體實施方式
參見圖I，本實用新型提供了一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，該裝置包括暗室I、雷射器2、固定衰減片、快門裝置3、積分球4、功率計5、示波器7、待測膠片、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依次設置在雷射器2的出射光路上；積分球4包括第一出口以及第二出口 ；第一出口設置有膠片暗盒6，待測膠片設置在膠片暗盒內部；第二出口電性連接功率計5 ;示波器7與功率計5電性連接；雷射器2、快門裝置3、積分球4以及膠片暗盒6共同處於暗室中。本實用新型中的快門裝置3可採用現有技術中的任何一種快門裝置。用於連接功率計5和第二出口的電線在穿過暗室時，採用線纜轉接法蘭8進行轉接。本實用新型的工作過程是為避免膠片曝光，整個裝置需要放置在暗室I裡進行操作；積分球4可以根據需要進行設計，例如積分球的大小、開口形狀、開口大小和開口位置等。從雷射器2出射的雷射經過固定衰減片的衰減後到達快門裝置3，通過快門裝置3控制膠片的曝光時間。入射的雷射經過快門後進入積分球4，雷射在積分球4內部經過多次的漫反射將雷射束進行勻化，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的另一個出口連接功率計5探頭，對積分球4出口出射的雷射功率進行測量。將功率計5和示波器7連接，通過示波器7上顯示的脈衝波形來記錄快門的曝光時間(曝光次數)。對應每一張曝光的膠片，記錄下功率計5的讀數(功率計5的讀數為快門開合一次的讀數)和示波器上7出現的脈衝波形個數。由於積分球4上連接膠片和功率計5探頭的兩個出口形狀和大小都是相同的，因此膠片和功率計5上所接收的能量也是相同的，即功率計5上所接收的能量即為膠片上曝光的能量。通過控制快門的開合次數(對應示波器7的脈衝個數)來控制每張膠片的曝光量，結合功率計的讀數，通過以下公式(I)計算膠片的曝光能量，將顯影后的膠片和計算的曝光能量對比，即可得到膠片的雷射光強響應範圍以及雷射光強最佳響應點。W = PXnXT(I)其中W-每張膠片曝光能量；P--決門開一次對應的功率計讀數；η——示波器上顯示的快門曝光脈衝個數；[0024]T--決門開合一次的曝光時間；在快門開合一次的曝光時間T確定的前提下，通過控制快門的開合次數來控制膠片的曝光時間，從而達到增加膠片曝光量的目的。對顯影后的膠片進行比對，找到具有最佳對比度的曝光膠片所對應的能量值即為膠片的雷射光強最佳響應點；找到接近飽和狀態的曝光膠片所對應的能量值即為膠片的雷射光強最高響應點，記為Wmax ;找到信號較弱的曝光膠片所對應的能量值即為膠片的雷射光 強最低響應點，記為Wmin ;通過公式(2)來計算膠片的雷射光強響應範圍
Df * . I· ' r ·
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'-* > ·.·.Γ.(2)其中D-膠片的雷射光強響應範圍；Wmax——接近飽和狀態的曝光膠片所對應的能量值即為膠片的雷射光強最高響應點；Wmin——信號較弱的曝光膠片所對應的能量值即為膠片的雷射光強最低響應點。記錄方式根據控制快門的開合次數確定膠片的曝光時間；設定好快門的曝光時間，根據快門的開合次數，通過示波器記錄傳入示波器的快門脈衝波形個數記錄膠片每次的曝光時間，通過公式(I) (2)計算膠片的雷射光強響應範圍，具體實施步驟為I、根據測試光路圖搭建膠片的測試光路；2、通過功率計監視，調節雷射器的輸出強度，並記錄功率計的讀數和雷射器的輸出強度讀數，將記錄結果繪成分布圖，找到接近線性分布的區域，利用此區域進行膠片的測試實驗；3、控制膠片暗盒的開關，對膠片進行曝光；4、通過控制快門的開合次數控制膠片的曝光時間，同時在功率計上進行讀數，在示波器上記錄脈衝波形個數；5、對同一款膠片分別進行不同的曝光時間實驗，以此測試膠片的感應範圍；6、對同一款膠片在同一環境條件下進行顯影處理，通過比對顯影后的膠片清晰度，從而確定膠片的感應範圍以及最佳感應曝光量。
權利要求1.一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，其特徵在於所述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置包括暗室、雷射器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計；所述快門裝置以及積分球依次設置在雷射器的出射光路上；所述積分球包括第一出口以及第二出口 ；所述第一出口設置有膠片暗盒；所述第二出口電性連接功率計；所述雷射器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處於暗室中。
2.根據權利要求I所述的基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，其特徵在於所述第一出口以及第二出口的形狀和大小都是相同的。
3.根據權利要求I或2所述的基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，其特徵在於所述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置還包括示波器；所述示波器與功率計電性連接。
4.根據權利要求3所述的基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，其特徵在於所述基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置還包括設置在雷射器與快門裝置之間的固定衰減片。
專利摘要本實用新型涉及一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，該測量裝置包括暗室、雷射器、快門裝置、積分球、膠片暗盒以及功率計；快門裝置以及積分球依次設置在雷射器的出射光路上；積分球包括第一出口以及第二出口；第一出口設置有膠片暗盒；第二出口電性連接功率計；雷射器、快門裝置、積分球以及膠片暗盒共同處於暗室中。本實用新型提供了一種基於膠片的雷射光強響應範圍測量裝置，此裝置可以對膠片的雷射光強響應範圍進行測試，以便提前匹配好膠片測量光路雷射光強衰減片的衰減倍率完成可對目標光學元件的損傷測試。
文檔編號G01J1/04GK202614374SQ20122019205
公開日2012年12月19日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者李紅光, 張彭舜, 達爭尚, 董曉娜 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所