一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于激光器性能測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置。由正方體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃材料通過機(jī)械加工、光學(xué)加工和化學(xué)拋光而獲得，主體是一個(gè)十面體結(jié)構(gòu)的直棱柱腔體，直棱柱的底面是每個(gè)內(nèi)角都是135°的八邊形，中間開有直徑為50mm的中央通孔；依次在直棱柱的六個(gè)側(cè)面上設(shè)置球面輸出鏡，陽極1，腔平移鏡，陰極，平面輸出鏡，陽極2，球面全反射鏡和空白面。在腔體的平面輸出鏡和球面輸出鏡的兩側(cè)設(shè)置四個(gè)光窗。電源開關(guān)打開后，激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置開始工作，直棱柱腔體內(nèi)的陽極1-陰極-陽極2區(qū)域?yàn)榉烹妳^(qū)域，在球面輸出鏡和平面輸出鏡產(chǎn)生波長為632.8nm的He-Ne激光輸出，從而實(shí)時(shí)觀察激光陀螺反射鏡性能變化情況。
【專利說明】一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光器性能測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]激光陀螺屬于He-Ne激光器的一種，盡管現(xiàn)在直腔He-Ne激光器技術(shù)比較成熟，在壽命和可靠性上也有大幅度的提高，但是與激光陀螺而言，商用He-Ne激光器是直腔式,放電區(qū)也遠(yuǎn)離反射鏡，所以電子損傷不能直接對(duì)激光的性能產(chǎn)生影響。但是，由于激光陀螺環(huán)形諧振腔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，薄膜電子損傷將直接影響到諧振腔的損耗、相位變化等指標(biāo)。由于膜層的電子損傷可導(dǎo)致反射鏡膜層的吸收、散射等指標(biāo)的變化，這些變化直接反映到腔體損耗的變化，即激光輸出功率發(fā)生變化，因此如何控制在等離子體環(huán)境下薄膜特性退化成為超低損耗薄膜研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]低損耗薄膜反射鏡膜層性能的好壞直接影響到激光陀螺的性能，在等離子體放電環(huán)境下反射鏡膜層的光學(xué)性能與激光陀螺性能(如閉鎖閾值、光強(qiáng))之間的關(guān)系還未知。因此需要一套激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，研究激光陀螺反射鏡性能在工作條件下的變化情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一套激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，用以研究激光陀螺諧振腔中等離子體與膜層相互作用以及反射鏡薄膜性能的在線變化情況。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，由正方體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃材料通過機(jī)械加工、光學(xué)加工和化學(xué)拋光而獲得，主體是一個(gè)十面體結(jié)構(gòu)的直棱柱腔體，直棱柱的底面是每個(gè)內(nèi)角都是135°的八邊形，八邊形分別由長度為LI和L2的線段依次間隔收尾相連形成；Ll=31mm,L2=46mm,直棱柱的高度為40?60mm ;中間開有直徑為50mm的中央通孔；依次在直棱柱的六個(gè)側(cè)面上設(shè)置球面輸出鏡，陽極1，腔平移鏡，陰極，平面輸出鏡，陽極2，球面全反射鏡和空白面。
[0007]其中，球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡構(gòu)成環(huán)形諧振腔體，其所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為LI ;提供放電條件的陽極1、陰極、陽極2，和空白面所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為L2 ;球面輸出鏡、平面輸出鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反輸出膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8mm的區(qū)域；腔平移鏡、球面全反鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8_的區(qū)域；在腔體的平面輸出鏡和球面輸出鏡的兩側(cè)設(shè)置四個(gè)光窗。
[0008]在中央通孔與球面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30mm的圓柱形光窗,每個(gè)光窗的軸線與球面輸出鏡所在平面的夾角為45°，兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近球面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與球面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面鍍波長為632.8nm、工作角度為0°的減反膜的鏡片，作為光窗片；在中央通孔與平面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30mm的圓柱形光窗,每個(gè)光窗的軸線與平面輸出鏡所在平面的夾角為45°，兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近平面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與平面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面波長為632.8nm、工作角度為45°的減反膜的鏡片，作為光窗片。
[0009]激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置通過專用電源給陽極1、陽極2和陰極提供電能，電源開關(guān)打開后，激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置開始工作，直棱柱腔體內(nèi)的陽極1-陰極-陽極2區(qū)域?yàn)榉烹妳^(qū)域，在球面輸出鏡和平面輸出鏡產(chǎn)生波長為632.8nm的He-Ne激光輸出；球面輸出鏡和平面輸出鏡即為要測(cè)試的激光陀螺反射鏡；當(dāng)激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置正常運(yùn)行后，對(duì)球面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到球面輸出鏡,通過球面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有球面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球面輸出鏡性能變化情況；對(duì)平面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到平面輸出鏡，通過平面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有平面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平面輸出鏡性能變化情況。
[0010]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:放置球面輸出鏡、平面輸出鏡，球面全反射鏡、腔平移鏡、光窗的部位均米用光學(xué)加工，光潔度為III級(jí)。
[0011]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡采用離子束濺射沉積技術(shù)鍍膜。
[0012]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡采用光膠的方法與激光陀螺腔體粘接在一起。
[0013]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:球面輸出鏡、平面輸出鏡上的高反輸出膜反射率大于99.982%，透過率為70?140ppm。
[0014]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:腔平移鏡和球面全反鏡上的高反膜的反射率大于99.992%。
[0015]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:在四個(gè)光窗的貼鏡面上設(shè)置的鏡片上鍍的減反膜透過率大于99.99%。
[0016]進(jìn)一步的，如上所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其中:激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置提供的電能電壓為1000?2000V，電流為0.6?1.0mA。
[0017]經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明技術(shù)方案中的激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置可以實(shí)時(shí)觀察激光陀螺反射鏡性能變化情況，可以更好的研究激光陀螺諧振腔中等離子體與膜層相互作用，從而進(jìn)一步提高激光陀螺反射鏡綜合性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置的二維裝配圖；
[0020]圖3是本發(fā)明的激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置的平面輸出鏡和球面輸出鏡在線相移測(cè)試結(jié)果；
[0021]圖4是本發(fā)明的激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置中光窗位置的示意圖。
[0022]圖中:1?4光窗片，5球面輸出鏡，6腔平移鏡，7平面輸出鏡，8球面全反射鏡，9陽極1，10空白面，11陽極2，12陰極。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0024]如圖1所示，一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，由正方體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃材料通過機(jī)械加工、光學(xué)加工和化學(xué)拋光而獲得,主體是一個(gè)十面體結(jié)構(gòu)的直棱柱腔體,直棱柱的底面是每個(gè)內(nèi)角都是135°的八邊形，八邊形分別由長度為LI和L2的線段依次間隔收尾相連形成；Ll=31mm, L2=46mm,直棱柱的高度為40?60mm ;中間開有直徑為50mm的中央通孔；依次在直棱柱的六個(gè)側(cè)面上設(shè)置球面輸出鏡，陽極1，腔平移鏡，陰極，平面輸出鏡，陽極2，球面全反射鏡和空白面。在本實(shí)施例中，放置球面輸出鏡、平面輸出鏡，球面全反射鏡、腔平移鏡、光窗的部位均采用光學(xué)加工，光潔度為III級(jí)。球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡采用離子束濺射沉積技術(shù)鍍膜，采用光膠的方法與激光陀螺腔體粘接在一起。
[0025]其中，球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡構(gòu)成環(huán)形諧振腔體，其所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為LI ;提供放電條件的陽極1、陰極、陽極2，和空白面所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為L2 ;球面輸出鏡、平面輸出鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反輸出膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8mm的區(qū)域；腔平移鏡、球面全反鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8_的區(qū)域；在本實(shí)施例中，球面輸出鏡、平面輸出鏡上的高反輸出膜反射率大于99.982%，透過率為70?140ppm。腔平移鏡和球面全反鏡上的高反膜的反射率大于99.992%。在腔體的平面輸出鏡和球面輸出鏡的兩側(cè)設(shè)置四個(gè)光窗。
[0026]在中央通孔與球面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30mm的圓柱形光窗,每個(gè)光窗的軸線與球面輸出鏡所在平面的夾角為45°，兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近球面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與球面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面鍍波長為632.8nm、工作角度為0°的減反膜的鏡片，作為光窗片；在中央通孔與平面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30mm的圓柱形光窗,每個(gè)光窗的軸線與平面輸出鏡所在平面的夾角為45°，兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近平面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與平面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面波長為632.8nm、工作角度為45°的減反膜的鏡片，作為光窗片。在本實(shí)施例中，在四個(gè)光窗的貼鏡面上設(shè)置的鏡片上鍍的減反膜透過率大于 99.99%ο
[0027]激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置通過專用電源給陽極1、陽極2和陰極提供電能，電源開關(guān)打開后，激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置開始工作，直棱柱腔體內(nèi)的陽極1-陰極-陽極2區(qū)域?yàn)榉烹妳^(qū)域，在本實(shí)施例中，激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置提供的電能電壓為1000?2000V，電流為0.6?1.0mA。在球面輸出鏡和平面輸出鏡產(chǎn)生波長為632.8nm的He-Ne激光輸出；球面輸出鏡和平面輸出鏡即為要測(cè)試的激光陀螺反射鏡；當(dāng)激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置正常運(yùn)行后，對(duì)球面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到球面輸出鏡，通過球面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有球面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球面輸出鏡性能變化情況；對(duì)平面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到平面輸出鏡，通過平面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有平面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平面輸出鏡性能變化情況。
[0028]本實(shí)施例中，使用美國J.A.W00LLAM公司的WVASE32型紫外至近紅外橢圓偏振儀，當(dāng)激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置立著放置時(shí)，入射光通過光窗片可以實(shí)時(shí)研究平面輸出鏡和球面輸出鏡在45度條件下的相移變化情況。激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置的平面輸出鏡和球面輸出鏡在線相移測(cè)試結(jié)果如圖4所示，從圖中可以看出，球面輸出鏡隨著激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置工作時(shí)間的增加，相移出現(xiàn)了少量的增加現(xiàn)象，當(dāng)工作SOmin時(shí)間以后趨于穩(wěn)定，變化量大約為0.1°。平面輸出鏡的相移隨著隨著激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置工作時(shí)間的增加基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，這是因?yàn)槠矫孑敵鲧R處在等離子體放電環(huán)境中，周圍正負(fù)電荷處于平衡狀態(tài)，所以對(duì)平面輸出鏡的相移影響較小。
[0029]本實(shí)施例中，使用PE公司的Lambda900型分光光度計(jì)對(duì)激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置中的平面輸出鏡和球面輸出鏡的離線和在線的透過率光譜進(jìn)行了測(cè)量研究，測(cè)量結(jié)果顯示，透過率光譜有小量波動(dòng)，但波形工作前后基本無變化，可見等離子體放電對(duì)激光陀螺反射鏡的透過率光譜影響較小。
[0030]此實(shí)施例表明，通過激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置可以實(shí)時(shí)觀察激光陀螺反射鏡性能變化情況，可以通過實(shí)驗(yàn)更好的研究激光陀螺諧振腔中等離子體與膜層相互作用，從而進(jìn)一步提高激光陀螺反射鏡綜合性能。
【權(quán)利要求】
1.一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:在線測(cè)試裝置由正方體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃材料通過機(jī)械加工、光學(xué)加工和化學(xué)拋光而獲得，主體是一個(gè)十面體結(jié)構(gòu)的直棱柱腔體，直棱柱的底面是每個(gè)內(nèi)角都是135°的八邊形，八邊形分別由長度為LI和L2的線段依次間隔收尾相連形成；Ll=31mm,L2=46mm,直棱柱的高度為40?60mm ;中間開有直徑為50mm的中央通孔； 依次在直棱柱的六個(gè)側(cè)面上設(shè)置球面輸出鏡，陽極1，腔平移鏡，陰極，平面輸出鏡，陽極2，球面全反射鏡和空白面； 其中，球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡構(gòu)成環(huán)形諧振腔體，其所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為LI ;提供放電條件的陽極1、陰極、陽極2，和空白面所在的四個(gè)側(cè)面在直棱柱底面上投影的長度為L2 ； 球面輸出鏡、平面輸出鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反輸出膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8_的區(qū)域； 腔平移鏡、球面全反鏡上鍍有波長為632.8nm、工作角度為45°、直徑為25mm的高反膜，鍍膜區(qū)為鏡子的中心處直徑為8_的區(qū)域； 在腔體的平面輸出鏡和球面輸出鏡的兩側(cè)設(shè)置四個(gè)光窗: 在中央通孔與球面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30_的圓柱形光窗,每個(gè)光窗的軸線與球面輸出鏡所在平面的夾角為45°，兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近球面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與球面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面鍍波長為632.8nm、工作角度為0°的減反膜的鏡片，作為光窗片; 在中央通孔與平面輸出鏡之間，開兩個(gè)直徑為30_的圓柱形光窗，每個(gè)光窗的軸線與平面輸出鏡所在平面的夾角為45° ,兩個(gè)光窗的軸線之間夾角為90° ;設(shè)定靠近平面輸出鏡一側(cè)的光窗所在的圓柱體的端面為貼鏡面，貼鏡面的圓心與平面輸出鏡的圓心之間的距離為15mm ;在貼鏡面上設(shè)置一面波長為632.8nm、工作角度為45°的減反膜的鏡片，作為光窗片； 激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置通過專用電源給陽極1、陽極2和陰極提供電能，電源開關(guān)打開后，激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置開始工作，直棱柱腔體內(nèi)的陽極1-陰極-陽極2區(qū)域?yàn)榉烹妳^(qū)域，在球面輸出鏡和平面輸出鏡產(chǎn)生波長為632.8nm的He-Ne激光輸出；球面輸出鏡和平面輸出鏡即為要測(cè)試的激光陀螺反射鏡； 當(dāng)激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置正常運(yùn)行后，對(duì)球面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到球面輸出鏡，通過球面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有球面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球面輸出鏡性能變化情況； 對(duì)平面輸出鏡一側(cè)的激光陀螺反射鏡性能進(jìn)行在線測(cè)量，當(dāng)一束光垂直入射到一塊光窗片后以45°角度入射到平面輸出鏡，通過平面輸出鏡反射后再垂直入射通過同側(cè)的另一塊光窗，反射輸出的光帶有平面輸出鏡的反射信息，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)平面輸出鏡性能變化情況。
2.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:放置球面輸出鏡、平面輸出鏡，球面全反射鏡、腔平移鏡、光窗的部位均米用光學(xué)加工，光潔度為III級(jí)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡采用離子束濺射沉積技術(shù)鍍膜。
4.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:球面輸出鏡、腔平移鏡、平面輸出鏡、球面全反射鏡采用光膠的方法與激光陀螺腔體粘接在一起。
5.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:球面輸出鏡、平面輸出鏡上的高反輸出膜反射率大于99.982%，透過率為70?140ppm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:腔平移鏡和球面全反鏡上的高反膜的反射率大于99.992%。
7.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:在四個(gè)光窗的貼鏡面上設(shè)置的鏡片上鍍的減反膜透過率大于99.99%。
8.如權(quán)利要求1所述的一種激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置，其特征在于:激光陀螺反射鏡性能在線測(cè)試裝置提供的電能電壓為1000?2000V，電流為0.6?1.0mA。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK104236853SQ201310226911
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】季一勤, 劉華松, 姜玉剛, 王利栓, 冷健 申請(qǐng)人:中國航天科工集團(tuán)第三研究院第八三五八研究所