一种测量材料非线性吸收曲线的方法

摘要

本发明公开了一种测量材料非线性吸收曲线的方法，所述的方法采用晶体倍频系统和色散棱镜获得所需的单波长激光，然后通过长焦透镜提高入射激光强度，采用科学级CCD相机记录入射激光的能量和光斑尺寸，通过能量计测得出射激光能量，获得了待测样品的非线性吸收曲线。本发明的测量材料非线性吸收曲线的方法提高了非线性吸收曲线的测量范围，简化了非线性吸收曲线测量系统，实现了多波长、宽范围、高精度非线性吸收曲线测量。

主权项

一种测量材料非线性吸收曲线的方法，其特征在于，该测量材料非线性吸收曲线的方法采用的测量装置包括脉冲激光器（1）、晶体倍频系统（2）、色散棱镜（3）、长焦透镜（4）、光阑（5）、分光板Ⅰ（6）、分光板Ⅱ（7）、衰减片（8）、科学级CCD相机（9）、待测样品（10）和能量计（11），脉冲激光器（1）发射脉冲激光，通过晶体倍频系统（2）射入色散棱镜（3），获得单波长激光，单波长激光经长焦透镜（4）和光阑（5）后形成聚焦激光，聚焦激光入射至分光板Ⅰ（6），分光板Ⅰ（6）的反射激光Ⅰ经分光板Ⅱ（7）反射成反射激光Ⅱ，反射激光Ⅱ至衰减片（8）透射出反射激光Ⅲ，反射激光Ⅲ进入科学级CCD相机（9）；分光板Ⅰ（6）的透射激光Ⅰ经待测样品（10）成为透射激光Ⅱ进入能量计（11）；所述的长焦透镜（4）的焦距f、待测样品（10）的厚度h和单波长激光的光斑直径d之间比例为f/h≥100，f/d≥100；所述的待测样品（10）到长焦透镜（4）焦点的距离L与待测样品（10）的厚度h之比为L/h≥30；所述的科学级CCD相机（9）的感光面到长焦透镜（4）的折线距离为s，s=f‑L；所述的测量材料非线性吸收曲线的方法的测量步骤如下：1a.脉冲激光器（1）发射脉冲激光，调整晶体倍频系统（2）中的KDP类晶体的匹配角度，直至脉冲激光的倍频转换效率达到最大值；1b.确定衰减片（8）的衰减效率；1c.移除待测样品（10），从低到高，级数为n，n≥10，逐级调整脉冲激光器（1）发射的脉冲激光能量，记录反射激光Ⅲ在科学级CCD相机（9）上的光斑P₁₀–光斑P_1n的灰度分布，同时记录能量计（11）的读数E_in(P₁₀)‑E_in(P_1n)；1d.放置待测样品（10），从低到高，级数为n，n≥10，逐级调整脉冲激光器（1）发射的脉冲激光能量，记录反射激光Ⅲ在科学级CCD相机（9）上的光斑P₂₀‑光斑P_2n的灰度分布，同时记录能量计（11）的读数E_out(P₂₀)‑E_out(P_2n)；1e.根据光斑的灰度分布信息绘制光斑上各点的灰度和位置的关系曲线G(X,Y)，根据该曲线计算光斑灰度G_s和光斑面积S，得到光斑P₁₀‑光斑P_1n对应的G_s(P₁₀)‑G_s(P_1n)和S(P₁₀)‑S(P_1n)，光斑P₂₀‑光斑P_2n对应的G_s(P₂₀)‑G_s(P_2n)和S(P₂₀)‑S(P_2n)；1f.将步骤1c的E_in(P₁₀)‑E_in(P_1n)和步骤1e的G_A(P₁₀)‑G_A(P_1n)一一对应，通过曲线拟合获得E_in(G_A)；1g.利用E_in(G_A)关系计算待测样品（10）的G_A(P₂₀)‑G_A(P_2n)对应的E_in(P₂₀)‑E_in(P_2n)；1h.通过T=E_in/E_out计算待测样品（10）的透过率，得到T(P₂₀)‑T(P_2n)；1i.通过I_in= E_in/(τ·S)计算激光强度（τ为激光的脉宽），得到I_in(P₂₀)‑ I_in(P_2n)；1j.将步骤1h的T(P₂₀)‑T(P_2n)和步骤1i的I_in(P₂₀)‑ I_in(P_2n)一一对应，通过曲线拟合获得T(I_in)。