一種非線性光子學材料的非線性光譜特性測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及非線性光子學材料和非線性光學測量領域，尤其涉及一種非線性光子學材料的非線性光譜特性測量裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著21世紀光電子技術的雪崩式發展，非線性光學材料在光開關、全光器件、高速光電設備、高功率激光器件、激光防護及光限幅等領域中獲得了大量的實際應用。對材料的光學非線性研究是目前材料學及相關領域的研究熱點。目前，常用的光學非線性測量技術有簡并四波混頻、三波混頻、三次諧波法、非線性干涉法、非線性橢圓偏振法、馬赫-曾德干涉法、4f相位相干成像法、Z掃描法等。其中Z掃描方法(M.Sheik-Bahae, A.A.Said, E.ff.Van Stryland.High—sensitivity，Single-beam n2 Measurements.0pt.Lett.1989，14:955-957)是目前最為常用的測量材料光學非線性的方法，它具有可以同時測量非線性折射和非線性吸收，裝置簡單，靈敏度高等優點。但傳統的Z掃描方法通常使用單波長激光器，只能得到非線性光子學材料在特定波長下的光學非線性特性，所能提供的信息非常有限。而對非線性光子學材料的光學非線性研究需要了解材料在寬波長范圍內的光學非線性特性，因此，傳統的非線性光譜特性測量裝置不能滿足要求。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種測量非線性光子學材料光學非線性光譜特性的裝置，可快速獲取材料在多波長下的非線性吸收系數和非線性折射系數，從而得到寬波長范圍內材料的光學非線性吸收光譜和非線性折射光譜特性。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0005]一種非線性光子學材料的非線性光譜特性測量裝置，其特征在于，包括入射光路、測量光路、監測光路、開孔測量光路、閉孔測量光路、計算機處理系統;所述入射光路包括依次設置的白光激光光源、波片、偏振片、濾波輪、第一分束鏡，所述白光激光光源產生的入射激光依次經波片、偏振片、濾波輪后由第一分束鏡分成兩束激光，其中一束激光作為測量光進入測量光路，另一束激光作為監測光進入監測光路;所述測量光經測量光路入射至待測樣品，所述監測光入射至第一CCD探測器并在第一CCD探測器得到一系列監測光斑;所述測量光經過待測樣品后入射至第二分束鏡后由第二分束鏡分成透射測量光和反射測量光;所述透射測量光、反射測量光分別經開孔測量光路、閉孔測量光路后入射至第二 CCD探測器并在第二 CCD探測器上得到一系列開孔測量光斑和閉孔測量光斑;所述第一 CCD探測器、第二CCD探測器分別與計算機處理系統電連接，所述第二 CCD探測器得到的開孔測量光斑和閉孔測量光斑、第一 CCD探測器上得到的監測光斑分別傳輸至計算機處理系統。
[0006]作為本實用新型的優選方案，所述測量光路包括依次設置的第一透鏡、電動平移臺、第二分束鏡，所述電動平移臺上放置有可沿Z方向移動的待測樣品，所述測量光依次經第一透鏡、待測樣品后由第二分束鏡分成透射測量光和反射測量光;所述開孔測量光路包括小孔光闌，所述透射測量光經小孔光闌入射至第二CCD探測器;所述閉孔測量光路包括依次設置的反射鏡、第二透鏡，所述反射測量光依次經反射鏡、第二透鏡入射至第二 CCD探測器。
[0007]作為本實用新型的優選方案，所述濾波輪上固定有八個窄帶濾光片，八個窄帶濾光片能分別濾過從紫外到近紅外范圍的八個波長分段的光;所述濾波輪可繞中心軸旋轉，每次旋轉使一個窄帶濾光片處于光路中。
[0008]作為本實用新型的優選方案，所述第一分束鏡的反射率和透射率均為50%，所述第二分束鏡的反射率和透射率均為50%。
[0009]作為本實用新型的優選方案，所述小孔光闌設置在待測樣品的遠場位置，且所述小孔光闌的孔徑的尺寸與入射激光遠場衍射光斑的尺寸相同。
[0010]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:
[0011]白光激光光源的光譜范圍覆蓋紫外到近紅外，本實用新型采用白光激光光源及濾波輪與傳統Z掃描方法相結合的方式，可快速獲取材料在多波長下的非線性吸收系數和非線性折射系數，從而得到寬波長范圍內材料的光學非線性吸收光譜和非線性折射光譜特性。波片和偏振片組合可任意調節激光的光強。濾波輪上固定有八個窄帶濾光片，分別對應從紫外到近紅外范圍的八個分立波長。濾波輪可繞中心軸旋轉，每次旋轉后的位置對應一個窄帶濾光片，光束到達濾波輪后只允許對應波長的光通過濾波輪，從而實現濾波。
[0012]本實用新型可同時測量非線性光子學材料的光學非線性吸收光譜特性和非線性折射光譜特性。并且，開孔測量光和閉孔測量光入射至同一塊CCD探測器并在CCD探測器上得到一系列開孔測量光斑和閉孔測量光斑。由于一塊CCD探測器上同時接收開孔測量光斑和閉孔測量光斑，在通過處理開孔測量光斑和閉孔測量光斑并得出待測樣品的非線性吸收系數和非線性折射系數的過程中，可有效消除因激光器發射的激光能量抖動對待測樣品的光學非線性測量結果造成的影響，從而提高測量結果的準確度。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0014]圖2是濾波輪的結構示意圖。
[0015]圖中，1-白光激光光源，2-波片，3-偏振片，4-濾波輪，5-第一分束鏡，6_第一CCD探測器，7-第一透鏡，8-待測樣品，9-電動平移臺，10-第二分束鏡，11-反射鏡，12-小孔光闌，13-第二透鏡，14-第二 C⑶探測器，15-計算機處理系統，41-濾波片。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]實施例一
[0019]一種非線性光子學材料的非線性光譜特性測量裝置，用于快速獲取非線性光子學材料在多波長下的非線性吸收系數和非線性折射系數，從而得到寬波長范圍內材料的光學非線性吸收光譜和非線性折射光譜特性。該測量裝置包括入射光路、測量光路、監測光路、開孔測量光路、閉孔測量光路、計算機處理系統15。入射光路包括依次設置的白光激光光源
1、波片2、偏振片3、濾波輪4、第一分束鏡5。白光激光光源I的光譜范圍覆蓋紫外到近紅外，本實用新型采用白光激光光源I及濾波輪4與傳統Z掃描方法相結合的方式，可快速獲取材料在多波長下的非線性吸收系數和非線性折射系數，從而能得到寬波長范圍內材料的光學非線性吸收光譜和非線性折射光譜特性。白光激光光源I產生的入射激光依次經波片2、偏振片3、濾波輪4后由第一分束鏡5分成兩束激光，其中一束激光作為測量光進入測量光路，另一束激光作為監測光進入監測光路。其中，波片2和偏振片3組合可任意調節激光的光強。濾波輪4只允許對應波長的光通過，從而實現對入射激光進行濾波。測量光經測量光路入射至待測樣品8，監測光入射至第一 CXD探測器6并在第一 CXD探測器6得到一系列監測光斑。測量光經過待測樣品8后入射至第二分束鏡10后由第二分束鏡10分成透射測量光和反射測量光，透射測量光、反射測量光分別經開孔測量光路、閉孔測量光路后入射至第二 CCD探測器14并在第二CCD探測器14上得到一系列開孔測量光斑和閉孔測量光斑。其中，測量光路包括依次設置的第一透鏡7、電動平移臺9、第二分束鏡10，電動平移臺9上放置有可沿Z方向移動的待測樣品8，測量光依次經第一透鏡7、待測樣品8后由第二分束鏡10分成透射測量光和反射測量光。開孔測量光路包括小孔光闌12，透射測量光經小孔光闌12入射至第二 CCD探測器14。閉孔測量光路包括依次設置的反射鏡11、第二透鏡13，所述反射測量光依次經反射鏡
I1、第二透鏡13入射至第二CXD探測器14。所述第一 CXD探測器6、第二 CCD探測器14分別與計算機處理系統1