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OPO激光器对光学元件进行测试

2024-02-20 09:38:28  来源:激光网原创    

光学参量振荡器激光器测试光纤和组件,以表征光学组件的光谱响应,从而在光学行业提供竞争优势。

OPO激光器长期以来一直用于复杂的测试和测量应用,如质谱、光声成像和光谱学。现在,这些“可调谐”脉冲激光器正被用于促进不同波长的一系列测试,以鉴定和量化光学元件的性能,如光纤束、滤光片、透镜和镀膜镜。

根据设计,大多数光学元件反射、过滤或传输特定波长或波长范围。因此,对组件材料和涂层进行测试以确保产品按预期运行至关重要。这些测试越精确,产品质量就越高,制造商可以将这一因素转化为竞争优势。

由于测试条件应复制或模拟实际操作环境,因此激光可用于提供窄波段、脉冲持续时间和功率水平,以确定光学元件的光谱响应。

这些测试为光学元件制造商提供了与吸收、散射和其他光学特性等因素相关的关键信息。损伤测试对于确定给定的光学材料是否会在不同波长下损坏变得至关重要。涂层也可能在特定波长下受到损害,从而导致性能问题。

由于测试范围如此之广,如果激光可以调谐到任何所需的波长,则具有优势。这提供了更大的灵活性并降低了复杂性,因此制造商可以确保光学产品的性能符合预期。

基于脉冲的优点

使用基于脉冲的激光器可以带来显着的好处。虽然连续波长激光器是测试光学材料的廉价解决方案,但它们不能提供广泛的高分辨率波长范围,并且它们可以产生的峰值功率是有限的。

基于脉冲的激光器产生高强度的光爆发,可用于确定光学材料或涂层的透射特性是否受到影响。光学元件制造商可能希望对此进行测试,以确定高强度光是否会造成损害,例如非线性效应或跨波长光谱的日晒或光漂白。连续波激光器的功率不足以进行这种级别的损伤测试。

当需要基于单波长脉冲的激光器时,Nd:YAG激光器是理想的选择,因为它们相对便宜且易于使用。1064 nm 激光器也可以使用额外的硬件进行修改,以在其其他谐波频率下运行:213、266、355 和 532 nm。虽然这为测试提供了五个定义的波长,但每次修改都会增加成本。

波长之间存在间隙,1064 nm 到 532 nm 之间的跳跃很大。这些谐波中的每一个都会增加成本。光学元件制造商将想知道他们的产品在这些谐波之间的波长下的表现如何。

一种更通用、高分辨率的选择是 OPO 激光器,它可以调谐到宽光谱范围内的特定波长。在这种方法中,OPO将脉冲模式Nd:YAG的基波波长转换为选定的频率。Opotek等制造商开发了一系列OPO技术,确保可以轻松生产从深紫外到中红外的多种波长。

例如,OPO激光器可以通过简单地输入一个数字来调整到波长分辨率:例如410、410.1或410.2纳米。有些测试需要高分辨率波长,但是,使用宽带光源,您可能无法实现。

许多光学元件对某些波长敏感,破坏性损伤测试决定了材料可以承受的极限。激光诱导损伤阈值测试就是一个例子。

某些波长可以触发光学材料中的光化学反应,改变其分子结构或化学成分并降低其有效性。一些材料可以吸收特定波长的光,导致局部加热和潜在的热损伤。当光的强度超过材料的损伤阈值时,会导致熔化、蒸发、开裂或其他形式的物理损伤。

光纤和组件通常具有保护涂层,这些涂层也容易受到某些波长的损坏。最常见的应用之一是光纤,长时间暴露在高强度激光下会造成各种形式的损坏。为了测试光纤束,激光从一端传输到另一端,以评估光纤的性能和特性。

例如,为了确定峰值功率,基于脉冲的OPO激光器可以在以纳秒为单位的短时间内提供集中的能量爆发。由于峰值功率是通过将单个脉冲的能量除以脉冲持续时间来计算的,因此OPO激光器可以提供兆瓦级的能量,而连续波激光器则为毫瓦级。

鉴于不同波长下的潜在测试种类繁多,光学元件制造商最好考虑基于脉冲的OPO激光器的优点。所提供的灵活性和分辨率是确定材料和涂层的吸收、透射和反射特性以及损伤测试的理想选择。通过这样做,制造商可以确保光学产品的性能达到预期,从而在光学行业提供竞争优势。

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