光学薄膜绝对反射率的高精度测量技术研究

摘要

随着光学薄膜膜系设计理论和镀膜技术的不断成熟和完善，高反射率光学薄膜的设计和制备已经成为现实，并且已经广泛应用于激光技术的研究领域中，特别是在激光谐振腔中使用的高反膜镜片对反射率要求更高。此外，在研究光学薄膜光学特性时其反射率是衡量薄膜光学特性的重要技术指标。可以说光学薄膜反射率的精确测量已经成为制约研究光学薄膜光学特性和高反射率光学薄膜制备与应用的重要技术瓶颈。因此，对光学薄膜反射率的高精度测量技术研究具有重要的研究意义。 本文首先对现有的各种反射率测量技术和方法进行了介绍，并分析论述了各种测试方法的优缺点和适用范围，在对高反射率光学薄膜测量的测试量特性分析研究的基础上提出了基于积分球的高反射率光学薄膜测试方案并进行了理论论证和改进完善。并具体展开对本测试方案的实现，进行的主要工作包括以下几方面：首先根据测试原理，完成了测试光路系统的设计和搭建，主要包括积分球各参数的设计及积分球的制作，扫描振镜的选择和调试，扫描振镜摆角的确定等；根据测试信号很微弱的特点，选择灵敏度很高的光电池作为光电转换器件，设计了灵敏度很高的测试电路系统，主要包括光电转换电路，带通滤波电路和前级放大电路等的设计和制作；通过与集成锁相放大器的连接和调试最终完成整体测试系统的调试，并对测试样品进行实际测试，验证其测试精度并对测试系统进行了改进和完善，标定了系统的最终测试精度为0．05%，测试的高反膜镜片反射率测试值最高为99．9%，对系统各部分的误差影响因素进行了定量分析，得出影响系统测试精度的主要误差因素为整体测试电路的系统误差和电路系统灵敏度的有限而造成的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

声明

1绪论

1.1课题来源

1.2课题的目的和意义

1.3光学薄膜反射率测量技术发展现状

1.3.1单、多次反射法

1.3.2基于谐振腔特性的测量方法

1.4本课题研究的主要内容

1.4.1研究的主要内容

1.4.2本文结构安排

1.5小结

2 基于积分球的绝对反射率测量技术

2.1积分球的相关理论

2.2基于积分球的绝对反射率测试方案的提出

2.2.1基于积分球的绝对反射率测量原理

2.2.2绝对反射率测试方案的提出

2.3绝对反射率测试方案的论证和改进

2.4小结

3测试光路系统的设计

3.1积分球结构参数的确定

3.2积分球和扫描振镜相对位置的确定

3.3小结

4 测试电路系统的设计

4.1光电探测器的选择

4.1.1光电探测器的主要特性参数

4.1.2适用于本课题的光电探测器件

4.2光电检测电路的设计

4.2.1光电检测电路的基本结构形式

4.2.2改进后的光电检测电路形式

4.3滤波电路的设计

4.4前置放大电路的设计和噪声分析

4.4.1前置放大电路的设计

4.4.2前置放大电路的噪声分析

4.5实际电路中对干扰的处理

4.6锁相放大器在测试电路中的应用

4.7小结

5实际测试及系统精度的分析

5.1对低反射率镜片的测试

5.2对高反射率镜片的测试

5.3测试系统的精度分析

5.4小结

6结论

6.1结论

6.2后期工作和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢