一种利用激光测量材料热膨胀系数的装置及方法

摘要

本发明涉及一种利用激光测量材料热膨胀系数的装置及方法，将具有反射面非透光材料或上下表面均镀半透半反膜透光材料样品放入加热炉加热，同时将一束激光利用PBS分为P光和S光，P光照射到非透光样品表面反射或透光样品上下表面半透半反膜反射，两次经过1/4波长玻片转化为S光，非透光样品转化的S光与前S光或透光样品上下表面经过半透半反膜反射转化两束S光发生干涉，检测干涉后反射光功率，连续升温测量，得到样品反射光功率与温度曲线，线性热膨胀系数α＝ΔL/(L*ΔT)，T1和T2为曲线中相邻反射光功率最大时对应温度值，ΔT＝T2-T1；L为样品厚度，ΔL为样品受热膨胀后形变距离；样品热膨胀系数α＝N*λ/(L*ΔT)，N为反射光功率两个最大值之间变化周期数，λ为入射激光波长。

主权项

一种利用激光测量材料热膨胀系数的装置，包括两个偏振分束器(PBS)、加热炉、两个反光镜、一个1/4波长的玻片、一个凸透镜、一个光功率传感器，其特征在于：两个PBS垂直放置在同一竖直平面内，第二个PBS下方放置一个1/4波长的玻片，两个反光镜分别与水平面成45度放置，每个反光镜与一个PBS对应，凸透镜放置在两个PBS一侧并能将两束通过PBS的光束聚焦，凸透镜的焦点位置放置光功率传感器，加热炉位于1/4波长的玻片下方；激光器发出的激光经过第一个PBS后分出的一束S光和P光，S光依次经过第一个反光镜、第二个反光镜后入射到第二个PBS后反射到第一个PBS，经第一个PBS反射入射到凸透镜；P光依次透过第二个PBS和1/4波长的玻片到加热炉内的待测非透光材料表面进行反射后再次经过1/4波长的玻片转化为另一束S光，经第二个PBS反射到凸透镜，两束S光发生干涉，光功率传感器检测干涉后的反射光功率，连续升温测量，得到待测非透光材料的反射光功率与温度的曲线。