中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 超精密光学工程研究中心,吉林 长春 130033
为了掌握熔石英样品在紫外波段的吸收特性, 研究了精确评估激光量热仪测量不确定度的方法。介绍了激光量热仪的吸收测量原理, 选用指数法对吸收测量数据进行了拟合; 通过分析各吸收率测量结果的影响分量, 建立了测量不确定度评估模型; 对各输入量的估计值以及估计值的标准不确定度逐一进行计算, 并对影响吸收率测量结果的拟合计算参数A、γ进行了修正。考虑背景温度漂移对被测样品温度测量的影响, 利用Matlab编程分析了线性、非线性温度漂移对吸收计算结果的影响, 获得其相对标准不确定度及相对扩展不确定度分别为2.6%和5.2%。最后, 更换熔石英基底并进行多次吸收测量, 计算了吸收率10次测量结果平均值的相对标准不确定度为2.3%, 相对扩展不确定度为4.6%, 与评估结果基本相同。
测量技术 激光量热仪 指数法 吸收测量 不确定度 温度漂移 熔石英 measurement technique laser calorimeter exponential method absorption measurement uncertainty temperature drift fused silica
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室， 吉林 长春 130033
对用于ArF准分子激光器的CaF2衬底进行了表征实验研究。采用分光光度计测量了CaF2衬底的透射光谱和反射光谱，利用激光量热法测量了CaF2衬底吸收，分别利用原子力显微镜（AFM）和白光干涉仪（WLI）测量了CaF2衬底的表面粗糙度，并计算了功率谱密度（PSD）和表面散射，最后分别测量了CaF2衬底的荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱。激光量热法测量5 mm厚准分子级CaF2衬底的吸收结果为922×10-6。AFM和WLI测得的CaF2衬底表面粗糙度均方根值分别为0.22和1.24 nm，计算表面散射损耗分别为0.005%和0.25%。荧光光谱在紫外（UV）级CaF2衬底中检测到Ce3+等杂质离子。红外光谱和拉曼光谱在CaF2衬底表面没有检测到水气和有机污染物。实验结果表明，激光量热法可以精确地测量和评价准分子级CaF2衬底的吸收，表面粗糙度的测量结果需要与散射的实测结果综合起来进行评价，荧光和红外等光谱技术是检测CaF2衬底内部痕量杂质及表面污染的有效手段。
激光器 ArF准分子激光器 CaF2衬底 激光量热吸收 表面粗糙度 光谱术 中国激光
2011, 38(10): 1002004
研究了能直接工作于非标准环境下的体吸收型激光能量计。由能量计热传导、热对流、热辐射的单位时间热交换方程推导出单位时间内能量计升温过程中热能损失的数学模型，根据数学模型对能量计整个升温过程的热损失进行补偿，使得能量计对于不同脉冲长度入射激光的测量结果重复性由4.7%提高到了0.6%，消除了能量计热损失给测量带来的不利影响。针对环境温度从-40℃变化到70℃测温用铜-康铜热电堆对1℃温差响应电压剧增30%的问题，在环境试验箱进行不同环境温度下的激光能量测量实验，得出了能量计不同环境温度下测量结果的修正系数，并利用最小二乘法建立了修正系数同环境温度之间的函数关系，使得环境温度对测量结果的影响得到了修正。
非标准环境 体吸收型激光能量计 热损失修正 热辐射 热对流 热传导 热电偶非线性 non-standard environment bulk absorption laser calorimeter energy loss compensation radiation conduction convection the nonlinearity of thermocouple
Author Affiliations
Abstract
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 上海激光等离子体研究所,上海 201800
The distribution of optical field passing through lens array is analyzed. Lens array consists of many array units, which can improve energy distribution uniformity around the focus of main lens. Lens array improves illumination, but it brings bad affection to energy measurement. The reason is that intervention will happen between sub-beams after the array units, thus energy density and power density of laser on the interference stripes will increase sharply. Its value will augments to four times contrasting to former one. The higher energy and power need more severe criteria to calorimeter. If proper means is not taken in use, calorimeter will be destroyed.
激光技术 高功率激光 激光能量计 列阵透镜 laser technique high power laser laser calorimeter lens array Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2005, 3(1): 1110
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海 201800
2 上海激光等离子体研究所,上海 201800
结合列阵透镜的透过率分析了其后的光场分布。列阵透镜由多个列阵元拼接而成,用以改善主透镜焦点附近能量分布的均匀性。列阵透镜在提高辐照均匀性的同时,给能量测量带来了不利的影响。这是由于经过列阵元的相邻子光束会产生干涉,干涉条纹处的激光能量密度和功率密度相应都大为增加,其数值在干涉区域中心处能上升到原来的4倍。更高的能量密度和功率密度对能量计提出了更苛刻的要求。在没有采取适当措施的时候使用,就会损坏能量计。
激光技术 高功率激光 激光能量计 列阵透镜
中国科学院上海光机所高功率激光物理国家实验室, 上海 201800
为了准确测量神光II装置多波长高功率的激光能量,研制了七种规格的体吸收激光能量计,经中国计量院 测试标定,其灵敏度、均匀性及稳定性等技术参数超过原设计指标的要求, 达到或超过美国阿波罗激光器公司制造 的同类型激光能量计的水平,满足了神光II装置多波长髙功率激光能量测量的需要。分析了神光II装置中三种波 长激光能量测量的取样方式及测量精度。
体吸收激光能量计 基频激光 二倍频激光 三倍频激光 对标方法
