1 中国科学院自动化研究所 精密感知与控制研究中心, 北京 100190
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
设计并搭建了一套光学元件表面损伤检测装置, 用于激光损伤实验中光学元件表面损伤的自动化在线检测。装置主要由自动变倍显微相机、高精度位移传感器、两维扫描轴、调焦轴、快速复位平台和系统控制器组成。两维扫描轴按照规划好的“弓”形路径对光学元件表面激光辐照区域进行扫描, 调焦轴对位移传感器反馈的离焦量进行实时修正, 显微相机采集子图像并进行保存。首先, 分析影响图像拼接精度的主要误差源并通过图像矫正等方法进行补偿; 然后, 利用图像拼接技术将矫正后的子图像矩阵进行高精度无缝拼接, 得到大面积高分辨率的光学元件表面损伤图像; 最后, 对损伤图像进行后处理得到损伤个数和损伤面积等信息。实验结果表明: 装置在5 min内实现了光学元件表面15 mm×15 mm区域的扫描拼接和检测, 成像系统分辨率优于228 lp/mm, 图像拼接误差小于2 pixel。
图像拼接 损伤检测 光学元件 自动化 image mosaic damage inspection optical element automation 红外与激光工程
2018, 47(4): 0417003
Author Affiliations
Abstract
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
This Letter is concerned with the influence of polarization on the damage performance of type I doubler potassium dihydrogen phosphate crystals grown by the conventional growth method under 532 nm pulse irradiation. Pinpoint density (ppd) and the size distribution of pinpoints are extracted through light scattering pictures captured by microscope. The results show that the ppd of polarization that parallels the extraordinary axis is around 1.5× less than that of polarization that parallels the ordinary axis under the same fluence, although polarization has no influence on size distribution of pinpoints. We also find that the size distribution is independent of fluence, although the number of pinpoints grows with fluence.
160.4330 Nonlinear optical materials Chinese Optics Letters
2016, 14(5): 051601
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
基于抛光所引起的熔石英元件表面、亚表面所存在的损伤前驱体分布，研究了不同种类的损伤前驱体所引起的损伤形貌。然后根据不同种类的损伤前驱体分别采用表面活性剂、强氧化性酸、氢氟酸的水溶液对不同的损伤前驱体进行处理。研究结果显示: 经过前期预先清洗以后，吸收性杂质所导致的雾状损伤得以消除，亚表面分布的裂纹得以很好地平滑钝化，极大地提升了熔石英光学元件的抗损伤性能，损伤阈值从4.8 J/cm2提高到11.0 J/cm2,最大提升幅度达到原来的2.3倍。
熔石英 损伤前驱体 氢氟酸 损伤性能 fused silica laser damage precursors HF damage properties 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3220
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
2 西南科技大学 理学院， 四川 绵阳 621010
采用斜射式激发样品光路结构，设计了应用于测试时间分辨固体表面荧光光谱系统。利用该系统研究了氧化锌薄膜在355 nm激光脉冲激发下的时间分辨固体表面荧光光谱。结果表明，该系统能够实现测量时间分辨固体表面荧光光谱，并由此测量了样品的固体表面荧光寿命。该系统结构简单可靠，灵敏度高，响应速度快。
固体表面荧光 荧光寿命 时间分辨荧光 荧光光谱 solid-surface fluorescence fluorescence lifetime time-resolved fluorescence fluorescence spectrum
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
从自组装理论出发,分析对流自组装2维胶体晶体中空白、条纹区域出现的机理，并在实验上予以验证。通过研究得知,2维胶体晶体的自组装过程呈现空白、条纹、大面积单层、双层条纹的趋势。从胶体晶体覆盖率的角度出发研究2维胶体晶体的组装参数与质量之间的关系，结果表明:胶体晶体的总覆盖率与基片提拉速度倒数呈线性正比，和粒子体积分数呈反比例函数关系;受到多种因素的影响，大面积2维胶体晶体总是伴随着一定比例的空白区域和双层区域出现，提拉法所能获得的最大单层覆盖率为95%。
2维胶体晶体 对流自组装 覆盖率 聚苯乙烯微球 2D colloidal crystals convective self-assembling percentage of coverage polystyrene(PS) microspheres
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
对多层介质反射膜与单层化学增透膜的损伤形貌、损伤过程及膜层的吸收特性进行了实验研究。结果表明：缺陷除了可以从其形态和光学特征分类外，还可以按缺陷的功能来划分，即以缺陷的损伤阈值来区分不同缺陷的抗激光损伤能力。通过对缺陷吸收率的测量，表明膜层的损伤阈值与缺陷的分布密度和热吸收具有显著的一致性。通过对损伤阈值分布曲线研究，可以有效地对缺陷进行分级判断，从而分析光学元件表面功能性缺陷的分布状况。
光学薄膜 功能性缺陷 损伤阈值 吸收率 optical films functional defects damage threshold absorptivity
中国工程物理研究院激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
为了提高高功率激光装置光学元件的抗损伤能力，通过分析经历了上百发次高通量351 nm激光辐照的熔石英光学元件损伤的微观形貌，结合光束传输理论研究了大口径熔石英元件的紫外损伤机理。研究表明，目前加工工艺条件下引起紫外损伤的最主要原因是光学元件亚表面划痕，它能导致光学元件初始损伤阈值降低数倍甚至数十倍；损伤污染和衍射效应将导致损伤进一步加剧；小尺度自聚焦是处于终端组件后端40 mm厚度透镜体损伤的主要损伤机理，前期光学元件损伤形成的毫米和亚毫米衍射点引入的调制是导致小尺度自聚焦的根源，而输出光束的近场不均匀性导致局部光强过大，将大大增加光学元件损伤的风险。因此，改进光学元件表面加工质量，降低亚表面缺陷，对光学元件抗损伤能力的提高是非常必要的。
激光光学 紫外损伤 划痕 熔石英光学元件 衍射 小尺度自聚焦
