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晶体材料的弱吸收测试

一、为什么要测弱吸收?

光学材料或者光学薄膜的吸收会直接影响到光学系统的性能。

材料存在热透镜效应。如材料的弱吸收引起焦距变化示意图所示,当用强的激光照射某一透镜时,该介质可将吸收的能量周期性地转变成热能,使材料本身及周围介质的温度升高,从而引起其折射率的变化,使得透镜的焦距发生改变,形成热透镜效应,引起波形变化、退偏等现象产生,进而使得激光系统不稳定。

材料的弱吸收引起焦距变化示意图
材料的弱吸收引起焦距变化示意图

二、弱吸收低的晶体有什么优势?

一般测试1064/532nm处的弱吸收数值。

  • 弱吸收低的材料,热效应会显著下降
  • 热效应小的晶体在热管理上可以拥有更多的设计空间
  • 热效应少的晶体热透镜效应更低,对输出光的影响更小
  • 弱吸收小的晶体出光效率更高

三、弱吸收测量的主要方法有哪些?

为了改善光学材料或光学薄膜的质量,需要精确测量其微弱吸收。吸收系数的测量传统意义上一般采用分光光度计进行研究,但是其测量精度只到0.1%,而要测得ppm量级的吸收系数的主要测量技术有:光热偏转法、表面热透镜法、光热辐射技术、激光量热技术及光声光谱技术等等。

测量方法详细信息请见《光学镀膜指标——吸收损耗》。

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