激光器和激光相关设备标准光学元件
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第1篇一、实验目的本次实验旨在通过光学像差实验,加深对光学像差的理解,掌握光学像差的基本原理和分类,并学会使用光学仪器测量和评估光学系统的像差。
二、实验原理光学像差是光学系统中存在的缺陷,会导致成像质量下降。
根据像差与颜色是否有关、像差是轴上点产生的还是轴外点产生的,可以将像差分为多种类型,如球差、慧差、像散、场曲、畸变等。
三、实验仪器与材料1. 光学系统:包括透镜、反射镜、光阑、光束整形器等;2. 光源:激光器;3. 探测器:光电探测器;4. 仪器:成像系统、光束整形器、光路控制器等。
四、实验内容1. 实验一:测量球差(1)搭建实验光路,将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接;(2)调整光路,使光线通过透镜后聚焦到探测器上;(3)改变物距,记录不同物距下探测器的信号强度;(4)分析信号强度与物距的关系,得出球差值。
2. 实验二:测量慧差(1)搭建实验光路,将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接;(2)调整光路,使光线通过透镜后聚焦到探测器上;(3)改变光轴倾斜角度,记录不同倾斜角度下探测器的信号强度;(4)分析信号强度与倾斜角度的关系,得出慧差值。
3. 实验三:测量像散(1)搭建实验光路,将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接;(2)调整光路,使光线通过透镜后聚焦到探测器上;(3)改变光轴倾斜角度,记录不同倾斜角度下探测器的信号强度;(4)分析信号强度与倾斜角度的关系,得出像散值。
4. 实验四:测量场曲(1)搭建实验光路,将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接;(2)调整光路,使光线通过透镜后聚焦到探测器上;(3)改变物距,记录不同物距下探测器的信号强度;(4)分析信号强度与物距的关系,得出场曲值。
5. 实验五:测量畸变(1)搭建实验光路,将光源、透镜、光阑、探测器等按顺序连接;(2)调整光路,使光线通过透镜后聚焦到探测器上;(3)改变物距,记录不同物距下探测器的信号强度;(4)分析信号强度与物距的关系,得出畸变值。
激光设备的组成激光设备是一种利用激光技术产生、放大、调制和控制激光的设备。
它广泛应用于工业、医疗、科研等领域。
激光设备的组成主要包括激光器、光学系统、电源系统和控制系统等。
一、激光器激光器是激光设备的核心部件,用于产生和放大激光光束。
激光器一般由激光介质、泵浦源和谐振腔等部分组成。
激光介质有固体、液体和气体等多种类型,不同类型的激光介质决定了激光器的输出波长和功率特性。
泵浦源则用于提供能量,激发激光介质中的原子或分子跃迁,使其产生受激辐射。
谐振腔用于增强激光的光程,使光线在腔内来回反射,形成激光共振。
二、光学系统光学系统是激光设备中负责操控和控制激光光束的部分。
光学系统主要包括激光束整形器、激光束传输系统、激光束聚焦系统和光学器件等。
激光束整形器用于调整激光光束的形状和大小,使其适应不同的应用场景。
激光束传输系统用于将激光光束从激光器传输到目标位置,通常采用光纤或光束导管等方式。
激光束聚焦系统用于将激光光束聚焦到目标上,以实现切割、焊接、打标等操作。
光学器件如光学透镜、光学棱镜等则用于调整激光光束的传播方向和光路。
三、电源系统电源系统为激光设备提供所需的电能。
激光器通常需要较高的电压和电流来驱动,因此电源系统必须具备稳定可靠的特点。
电源系统一般由直流电源、交流电源和脉冲电源等组成,根据不同的激光器类型和工作要求选择合适的电源。
四、控制系统控制系统用于对激光设备进行操作和控制。
控制系统一般包括硬件控制和软件控制两部分。
硬件控制主要由传感器、执行器和电路板等组成,用于监测和控制激光设备的各个参数和功能。
软件控制则通过计算机或控制器等设备进行,可以实现对激光设备的远程监控和操作,提高设备的自动化程度和工作效率。
激光设备的组成主要包括激光器、光学系统、电源系统和控制系统等部分。
这些部分相互协作,共同实现激光的产生、放大、调制和控制,为激光设备的正常运行和应用提供了基础。
随着科技的不断发展,激光设备的组成也在不断创新和完善,以满足不同领域对激光技术的需求。
激光调光片使用方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:激光调光片是一种可以调节激光光束强度的光学元件,广泛应用于激光器、精密加工设备、医疗器械等领域。
激光调光片的使用方法十分重要,正确的使用方法不仅可以确保激光设备的稳定性和性能,还可以延长其使用寿命。
下面将介绍激光调光片的使用方法。
一、选择合适的激光调光片在使用激光调光片之前,首先要选择合适的激光调光片。
不同的激光器对激光调光片的要求是不同的,应根据激光器的功率、波长等参数选择适合的激光调光片。
在选择激光调光片时,还要考虑其耐光性能、调节范围、线性度等因素,以确保激光器的性能和稳定性。
二、安装激光调光片在安装激光调光片时,首先要确保激光器和激光调光片的工作环境清洁整洁,避免灰尘、油污等影响光学元件的光学性能。
然后根据激光器和激光调光片的接口类型和尺寸进行正确的安装,确保激光调光片与激光器稳固连接,避免在工作过程中产生松动和振动。
三、调节激光调光片调节激光调光片是使用激光调光片的关键步骤。
正确的调节可以使激光光束的强度在一定范围内快速、准确地调节,并保持稳定。
一般来说,激光调光片通过旋转调节装置来改变光束的强度,用户可以根据实际需要,旋转调节装置使光束的强度逐渐增加或减小,直至达到所需的强度。
四、注意事项在使用激光调光片时,需要注意以下几点:1. 避免激光光束直接照射到人体和眼睛,以防激光辐射造成伤害;2. 定期清洁激光调光片表面,避免灰尘、污垢堆积影响光学性能;3. 避免激光调光片与其他材料接触,以防造成表面划伤或氧化;4. 避免在高温、潮湿、尘土较多的环境中使用激光调光片,以保护其光学性能。
激光调光片是激光设备中不可或缺的光学元件,正确的使用方法对保障激光设备的正常运行至关重要。
只有在选择适合的激光调光片、正确安装激光调光片、准确调节激光调光片、并遵守相关注意事项的情况下,才能更好地发挥激光调光片的作用,提高激光器的工作效率和性能。
希望以上介绍能对您有所帮助,祝您在激光设备的使用过程中取得更好的效果!第二篇示例:激光调光片是一种用于调节激光强度的光学元件,通常用于激光器输出功率的调节和稳定。
一、实验目的1. 了解激光模式转换的基本原理和方法;2. 掌握激光模式转换器的工作原理和性能特点;3. 通过实验验证激光模式转换的原理,并分析影响激光模式转换效果的因素。
二、实验原理激光模式转换是指将激光器输出的原始激光模式(如基模、高阶横模等)转换为所需模式的过程。
常见的激光模式转换方法有:使用光学元件(如分束器、透镜、光栅等)进行空间滤波,或者利用光纤光栅、衍射光学元件等实现波长转换。
实验中使用的激光模式转换器主要由以下几部分组成:1. 激光器:提供稳定的激光光源;2. 光学元件:实现空间滤波或波长转换;3. 检测器:检测转换后的激光模式。
三、实验仪器与设备1. 激光器:波长为632.8nm的氦氖激光器;2. 模式转换器:由分束器、透镜、光栅等光学元件组成;3. 检测器:光电探测器;4. 记录仪:记录实验数据;5. 计算机及相关软件:数据处理和分析。
四、实验步骤1. 连接实验装置,将激光器输出的激光经分束器分成两束;2. 将一束激光通过透镜聚焦,另一束激光通过光栅进行波长转换;3. 将两束激光分别送入检测器,记录转换后的激光模式;4. 改变光学元件的参数,观察激光模式的变化;5. 利用计算机软件对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,观察到以下现象:(1)当分束器分束比为1:1时,两束激光的强度基本相等;(2)当改变透镜的焦距时,聚焦后的激光模式发生变化;(3)当改变光栅的参数时,波长转换后的激光模式发生变化。
2. 结果分析(1)分束器的作用:分束器将激光器输出的激光分成两束,分别进行模式转换和检测,便于观察和分析激光模式的变化;(2)透镜的作用:透镜对激光进行聚焦,使得激光在光栅处形成较小的光斑,提高模式转换的效率;(3)光栅的作用:光栅实现波长转换,将激光模式从基模转换为高阶横模;(4)实验结果说明,通过改变光学元件的参数,可以实现对激光模式的有效转换。
六、实验总结通过本次实验,我们掌握了激光模式转换的基本原理和方法,了解了激光模式转换器的工作原理和性能特点。
精密光学元组件产品分类精密光学元组件产品在光学系统中扮演着重要角色,这些产品包括光学元件、光学系统、光学仪器、光学传感器、光学测试设备、激光器件、光电探测器、光纤及光缆和光学材料等。
1、光学元件光学元件包括透镜、反射镜、棱镜、光栅、全息盘、窗口、光阑、滤光片、波片、偏振片、增透膜、减反膜等。
这些元件是光学系统的基本组成部分,用于实现光束的传输、调制、分离、聚焦、反射、折射等光学行为。
2、光学系统光学系统是指由多个光学元件组成的系统,用于实现特定的光学功能。
例如显微镜、望远镜、照相机、投影仪、光谱仪、干涉仪等都是常见的光学系统。
这些系统利用各种光学元件的不同组合,实现对光束的整形、放大、缩小、分束、合束、调制等复杂的光学行为。
3、光学仪器光学仪器是指利用光学原理进行测量或观察的设备。
例如放大镜、显微镜、望远镜、照相机、光谱仪、干涉仪等均属于光学仪器。
这些仪器广泛应用于科学研究和日常生活中,用于对微小物体的观察、对材料特性的测量以及对光谱的分析等。
4、光学传感器光学传感器是用于检测和测量光学信号的装置,它们利用光学原理来获取信息。
例如光电池、光电管、光电倍增管、光敏电阻、CCD等都是常见的光学传感器。
这些传感器广泛应用于光谱分析、物质检测、图像识别等领域,用于对光的强度、波长、相位等信息进行测量和识别。
5、光学测试设备光学测试设备是用于检测和测量光学元件或光学系统的性能的装置。
例如光度计、干涉仪、光谱分析仪、椭偏仪等都是常见的光学测试设备。
这些设备用于对光学元件的表面质量、折射率、吸收系数等进行测量,以及对光学系统的成像质量、光谱分辨率等进行评估。
6、激光器件激光器件是指产生激光的装置,例如激光器、放大器、激光调制器等。
这些器件利用原子或分子在特定能级间跃迁时释放出光子的原理,产生具有高度相干性、高强度和高方向性的激光束。
激光器件广泛应用于工业制造、医疗手术、通讯传输、科学研究等领域。
7、光电探测器光电探测器是用于检测光子并转换为电信号的装置。
激光用非线性光学晶体元件性能测量方法1 范围本文件规定了非线性光学晶体元件低温相偏硼酸钡(β-BaB2O4,简称BBO)、三硼酸锂(LiB3O5,简称LBO)、磷酸二氢钾(KH2PO4,简称KDP)、磷酸钛氧钾(KTiOPO4,简称KTP)、铌酸锂(LiNbO3,简称LN)、硫镓银(AgGaS2,简称AGS)、碘酸钾(KIO3)的质量测试方法。
本文件适用于BBO、LBO、KDP、KTP、LN、AGS和KIO3晶体元件。
能满足本文件要求的其它非线性光学晶体元件也可参照使用。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 11297.1 激光棒波前畸变的测量方法GB/T 16601.4 激光器和激光相关设备激光损伤阈值测试方法第4部分:检查、探测和测量3 主要测试项目物理性能散射、光学不均匀性、特定波长吸收、紫外截止波长、I类相位匹配波长、有效非线性光学系数、倍频转换效率、弱吸收系数、双折射率、激光损伤阈值、减反膜剩余反射率、波前畸变。
加工质量尺寸公差、角度偏差、平行度、平面度、垂直度、有效通光孔径、膜层牢固度、膜层的抗高湿性能、膜层的抗温度冲击、粗糙度、崩边、崩口及崩裂、倒角、表面疵病。
4 测试的环境要求洁净等级:10000级温度:(23±2)℃湿度:(55±5)%5 测试方法散射5.1.1 测试原理利用单晶元件内部的包络、气泡等缺陷对激光束的散射作用,观测单晶元件内部质量。
当激光通过元件的光路被散射变粗或出现发散光,表明元件存在包络、气泡等缺陷。
5.1.2 测试条件样品:单晶元件的激光入射面、出射面及观测面抛光。
环境:在暗室内测量。
5.1.3 测试仪器He-Ne激光器(波长632.8nm,功率40mW~50mW,光斑直径大于等于2mm),三维调节平台,带标尺的50倍显微镜。
激光设备升级改造方案
激光设备升级改造方案是指对现有的激光设备进行技术革新和工艺改进,以提高设备的性能和效率,满足不断发展的激光应用需求。
具体的升级改造方案如下:
首先,针对激光设备的发射部分,可以考虑升级激光源。
目前较常用的激光源有二极管激光器(LD)、固体激光器(DPSSL)等。
在升级改造中,可以选择更先进的激光器技术,如光纤激光器(Fiber Laser)或半导体激光器(VCSEL)。
这些激光器具有更高的能量转换效率和更长的寿命,能够提供更稳定和更可靠的激光输出。
其次,对于激光设备的光学系统,可以考虑升级光学元件。
通过使用高品质的光学元件,如非线性晶体、波片、球镜等,可以提高激光束的质量和束点特性,从而提高设备的加工精度和稳定性。
同时,还可以加装自动对焦系统,实现对加工目标的自动跟踪和调整,提高激光设备的工作效率和准确性。
再次,对于激光设备的控制系统,可以考虑升级控制软件和硬件。
通过引入先进的控制算法和自适应控制技术,可以提高设备的运动控制精度和速度响应。
同时,可以增加设备的感应器和监测装置,实时监测设备的工作状态和性能参数,提高设备的智能化程度和安全性。
最后,对于激光设备的冷却系统,可以考虑升级制冷设备。
通过使用高效的热交换器和温控系统,可以提高设备的散热效率和稳定性,保证激光设备的长时间工作。
同时,可以优化排水
和维护系统,减少设备的维护成本和停机时间。
总之,激光设备的升级改造方案包括激光源升级、光学系统升级、控制系统升级和冷却系统升级等方面。
通过引入先进的技术和设备,可以提高激光设备的性能和效率,满足不断发展的激光应用需求。
最常见的光学器材有哪些?光学器材是指利用光学原理与技术进行相关研究和应用的设备和工具。
在现代科学技术发展的进程中,光学器材作为一种重要的研究和应用工具,被广泛应用于物理学、化学、医学、生物学等领域。
下面将介绍最常见的光学器材,以便大家对光学器材有更深入的了解。
1. 光学显微镜光学显微镜是一种利用光的折射、散射和吸收等几何光学原理来观察和研究微小物体的仪器。
它具有高分辨率、观察样品无需特殊处理等优点,因此被广泛应用于生物学、医学和材料科学等领域。
光学显微镜的核心部件包括物镜、目镜、聚光镜、光源等。
2. 光谱仪光谱仪是一种能够将光信号分解成不同波长的光谱的设备。
它通过分析光的波长,可以获取物质的结构、组成和性质等信息。
光谱仪主要由光源、单色器、检测器和数据处理系统等组成。
在化学分析、物质鉴定、天文学研究等领域,光谱仪具有不可替代的作用。
3. 激光器激光器是一种可以产生高强度、高单色性、高直线度的激光光束的设备。
它具有高亮度、窄带宽、远程传输等特点,因此在科学研究、通信技术、医学治疗等领域得到广泛应用。
激光器的工作原理是通过受激辐射将放大的原子或分子激发产生的光,经过镜片和其他光学元件的调整和放大,形成并发射出具有特定属性的激光光束。
4. 光学光源光学光源是指能够产生可见光、红外光或紫外光的设备。
光学光源在光学实验、光学测量与检测等应用中起着至关重要的作用。
根据不同的需求,光学光源可以分为白光光源、单色光源和激光光源等。
白光光源可以发出连续的宽谱光,单色光源可以发出单色的光,而激光光源可以产生高强度、高单色性的激光光束。
5. 光学滤光片光学滤光片是一种利用特殊的光学材料制成的,能够选择性地吸收或透射特定波长光线的装置。
它常用于调节、分离和过滤光线,以满足特定的实验和应用需求。
光学滤光片可以根据其透射、反射或吸收特性将光线分为不同的波段,从而实现光线的调控和管理。
以上就是最常见的光学器材的介绍。
这些光学器材在科学研究、医学诊断、工业制造和通信技术等众多领域都发挥着重要作用。
光学元件和光学器件在智能制造领域的应用一、光学元件和光学器件的概念和分类光学元件(optical components)和光学器件(optical devices)是指应用于光学技术的器件和组件,广泛应用于通信、测量、显示和生物医疗等领域。
光学元件包括透镜、棱镜、反射镜、滤光器、偏振片等,光学器件包括激光器、光电二极管、光纤等。
按应用领域和功能,光学元件和光学器件可以被分类为以下几类:1. 通信光学器件:包括光纤、波分复用器、光放大器、光开关等。
2. 显示光学器件:包括液晶显示器、有机发光二极管(OLED)等。
3. 光学测量仪器:包括波长计、光度计、干涉仪、散斑仪等。
4. 激光器件:包括半导体激光器、气体激光器、固体激光器等。
5. 光学芯片器件:包括光电二极管和光电传感器。
6. 其他光学器件:包括光学精密加工设备、光学传输系统等。
二、光学元件和光学器件在智能制造领域的应用智能制造是利用人工智能、机器学习、物联网和云计算等技术为基础实现工业化生产自动化、柔性制造和智能化的一种制造模式。
光学元件和光学器件在智能制造领域有着广泛的应用,主要表现在以下几个方面:1. 自动光学检测系统自动光学检测系统利用光学元件和光学器件对产品进行测量和检测,以实现自动化控制。
例如,在汽车制造中,自动光学检测系统可以用于汽车零部件的检测与装配过程中,提高了制造效率和质量水平。
在电子行业,自动光学检测系统可以用于半导体芯片的尺寸测量,提高了芯片制造的精度和效率。
2. 智能激光加工设备激光加工是指利用激光器作为加工工具对材料进行切割、钻孔、打孔、焊接等加工工艺。
光学元件和光学器件在激光加工设备中扮演着关键角色。
例如,采用光栅等光学元件可以实现对激光束进行调制,提高了激光加工的精度和速度。
利用反射镜和平面镜等光学元件可以改变激光束的传播方向和焦距,提高了激光加工设备的可靠性和灵活性。
3. 光学成像技术光学成像技术是指利用透镜和光电传感器等光学元件和光学器件对物体进行成像。
激光器光路系统的组成-概述说明以及解释1.引言1.1 概述激光器是一种将电能转化为激光能的设备,它在现代科技和工业领域发挥着重要作用。
激光器的光路系统是激光器的核心组成部分,它决定了激光器的性能和输出功率。
光路系统由多个元件组成,包括透镜、反射镜、光栅、偏振片等,它们共同构成了光学腔。
通过精心设计和优化光路系统,可以提高激光器的效率和稳定性,实现更精确的激光输出。
本文将介绍激光器光路系统的组成要素及优化设计方法,以探讨如何提升激光器的性能和应用价值。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中,首先概述了激光器光路系统的重要性,然后介绍了文章的结构和目的,为读者提供了整体的阅读框架。
正文部分分为三个小节,分别是激光器的基本原理、光路系统的组成要素以及激光器光路系统的优化设计。
在这部分,将会深入探讨激光器的工作原理、光路系统中各个要素的作用和功能,以及如何优化设计光路系统以提高激光器的性能。
在结论部分,将对激光器光路系统的重要性进行总结,展望未来的发展趋势,并以简洁的结束语来概括文章的主要内容,为读者留下深刻的印象。
整个文章结构清晰,逻辑性强,希望能给读者带来新的启发和认识。
1.3 目的激光器光路系统作为激光器的核心部件,其设计和优化对于激光器性能的提升至关重要。
本文的目的在于深入探讨激光器光路系统的组成要素及优化设计策略,帮助读者更好地理解和应用激光器光路系统,提高激光器的输出功率、波长稳定性和光束质量,推动激光技术在各个领域的应用和发展。
同时,本文旨在引起更多研究者对激光器光路系统的关注,促进相关领域的研究和合作,为激光技术的进步和创新做出贡献。
2.正文2.1 激光器的基本原理激光器是一种能够产生聚焦、一定波长和相干性极高的光束的装置。
其基本原理是通过对物质进行激发,使之产生受激辐射,从而产生激光。
在激光器中,主要有三个要素:激发源、增益介质和谐振腔。
首先,激发源通常是一种能够提供能量的装置,例如激光二极管、氙灯等。
光学和光子学光学薄膜第1部分:术语1 范围本文件界定了光学薄膜相关术语。
术语分为3类:基本术语和定义、按功能定义薄膜、常见的薄膜缺陷定义。
本文件适用于光学元器件及基底的表面镀膜,给出了光学薄膜技术指标的标准表述形式,定义了通用特性和必要的测试和测量方法,但不拟用于规定镀制方法。
本文件不适用于眼科光学(眼镜)的表面镀膜。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 11145,光学和光子学—激光器和与激光有关的设备—词汇和符号(Optics and photonics – Lasers and laser-related equipment – V ocabulary and symbols )ISO 80000-7,量和单位—第7部分:光和辐射(Quantities and units – Part 7: Light and radiation )3 术语和定义ISO 11145和ISO 80000-7中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1 基本术语和定义3.1.1 通用术语3.1.1.1元件和基底的表面镀膜 surface coating of components and substrates使用一种或多种材料,在元件表面镀膜,用以改变元件原表面的光学、物理或化学性质。
注:基底被视为是几何完美和光学均质的。
在实际操作中,将基底和表面的薄膜作为一个整体进行检验测量。
3.1.1.2入射介质 incident medium光射入薄膜前经过的介质。
3.1.1.3出射介质emergent medium光射出薄膜后进入的介质。
注:基底除了作为薄膜的机械支撑基底,也是薄膜的出射介质和(或)入射介质。
3.1.1.4通光孔径clear aperture符合要求的表面区域。
标准光学元件粗糙度光学元件是一类具有特定形状和材质的光学器件,用于控制、改变或分析光的传播和特性。
它们在各种光学系统中起着重要作用,包括摄影机、显微镜、望远镜、激光器等。
光学元件的粗糙度是指元件表面的不规则度,它对元件的性能和效果有着重要的影响。
因此,粗糙度的研究和控制对于光学元件的设计和制造至关重要。
粗糙度的定义和测量方法粗糙度是指光学元件表面的不规则度程度,通常用表面的高度差或表面的垂直方向上的平均偏差来描述。
测量粗糙度的方法有多种,常见的方法包括光学像差法、白光干涉法和原子力显微镜等。
在光学像差法中,通过观察镜面像的形状和位置来间接测量表面的粗糙度。
该方法适用于规则形状的光学元件,对于非规则形状的元件则不太适用。
白光干涉法是一种常用的测量表面粗糙度的方法,它利用光的干涉现象来测量表面高度差。
通常使用一束白光照射在待测表面上,通过观察干涉条纹的形态和间距来确定表面的粗糙度。
原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)是一种高分辨率的显微镜,它可以在亚纳米尺度下实时观察和测量样品表面的形貌和粗糙度。
AFM通过一根非常细的探针在样品表面扫描,测得的是探针和样品表面之间的相互作用力,进而得到表面的高度。
粗糙度对光学元件的影响光学元件表面的粗糙度会对光的传播和特性产生很大影响。
首先,粗糙度会造成光的散射。
当光线照射到表面时,由于表面的不规则度,光会以不同的角度散射,从而使光束不再平行,影响光的聚焦和聚集。
其次,粗糙度会引起光的吸收。
表面粗糙度会增加光在表面的反射、折射和漫反射,使光在元件内部的传输损失增加,降低光学元件的透过率。
此外,粗糙度还会导致光的散焦。
当光线通过光学元件时,表面的不规则度会使光束的相位发生变化,从而改变光的传播方向和焦点位置,导致图像变得模糊或失焦。
最后,粗糙度会对光的波前畸变产生影响。
波前畸变是指通过光学元件后,光波的相位和幅度发生变化,使得光波前表现出非理想的形状和特性。
光学元件选择指南光学元件是光学系统中不可或缺的一部分,它们在各种领域起着至关重要的作用,如照相机镜头、显微镜、激光器等。
正确选择合适的光学元件对于实现系统的高效运行至关重要。
本文将介绍几种常见的光学元件,并指导读者在选择时应考虑的关键因素。
1. 光学透镜光学透镜是最基本和常见的光学元件之一。
它可以将光线聚焦或散开,具有一个或多个球面或非球面表面。
在选择光学透镜时,首先需要考虑的是透镜的折射率和物理尺寸。
折射率决定透镜对光的折射程度,而物理尺寸则需要根据系统设计来确定。
此外,光学透镜的材料选择也很重要,常见的材料包括玻璃和塑料。
2. 光学棱镜光学棱镜是另一种常见的光学元件,它可以将光线折射、反射或分离成不同的光谱。
在选择光学棱镜时,一个重要的因素是棱镜的几何形状。
棱镜可以是三棱镜、四棱镜或其他形状。
此外,折射率和透过率也是选择光学棱镜时需要考虑的重要因素。
3. 光栅光栅是一种具有周期性结构的光学元件,它可以将入射光线分散成不同的波长。
光栅的选择主要取决于线数(光栅周期内的刻痕数)和刻线方向。
光栅的线数越大,波长的分辨率就越高。
刻线方向也会影响到光栅的表现,对于一些特定的应用,如光谱仪,需要具有特定方向的光栅。
4. 光纤光纤是一种将光信号传输的光学元件。
它由一个或多个纤维构成,可用于远距离传输数据和信号。
在选择光纤时,需要考虑的重要因素包括纤维的直径、损耗和传输带宽。
较小的纤维直径通常意味着更高的带宽,但也可能导致更高的传输损耗。
5. 滤波器滤波器是一种选择性透过或反射特定波长光线的光学元件。
在选择滤波器时,关键因素包括中心波长、带宽和透过率。
中心波长决定滤波器对哪些波长的光线进行选择性透过或反射。
带宽决定了滤波器对中心波长附近的波长的选择性程度。
透过率表示滤波器透过光线的量。
综上所述,选择合适的光学元件是光学系统设计中的关键一环。
从光学透镜、光学棱镜、光栅、光纤到滤波器,每种光学元件都有其独特的特点和选择要点。
激光器功率衰减原因激光器是一种能够产生高能量、高密度、单色性好的光束的设备,被广泛应用于医学、工业、军事等领域。
然而,在激光器使用过程中,功率衰减是一个常见的问题,会影响激光器的性能和使用寿命。
本文将探讨激光器功率衰减的原因及其解决方案。
一、光学元件的损耗激光器中的光学元件包括激光器晶体、激光器腔镜、输出耦合镜等。
这些元件在使用过程中会受到光的照射和温度变化等影响,会导致光学元件的损耗,从而引起激光器功率衰减。
光学元件损耗的主要原因包括:1.吸收损耗:光学元件中的材料对激光光束的吸收会导致光能的损失,从而引起激光器功率衰减。
2.散射损耗:光学元件表面的微小缺陷、杂质等会导致光的散射,从而引起激光器功率衰减。
3.反射损耗:激光器中的光学元件对激光光束的反射也会导致光能损失,从而引起激光器功率衰减。
解决方案:1.选用高质量的光学元件,减少光学元件损耗。
2.定期清洗和保养光学元件,减少光学元件表面的污垢和杂质,从而减少散射损耗。
3.采用多层膜片技术,减少光学元件的反射损耗。
二、泵浦源的衰减激光器中的泵浦源是产生激光的关键部件,泵浦源的质量和性能对激光器的功率和稳定性有着很大的影响。
泵浦源的衰减主要有以下两种原因:1.泵浦源老化:泵浦源在工作过程中会受到高温、高压等多种因素的影响,从而导致泵浦源的老化,降低泵浦源的功率和效率。
2.泵浦光束的偏移和不均匀:泵浦光束的偏移和不均匀会导致泵浦源的部分区域受到过度的照射,从而引起泵浦源的损伤和衰减。
解决方案:1.选用高质量、高稳定性的泵浦源,减少泵浦源老化的影响。
2.采用光纤耦合技术,使泵浦光束均匀照射泵浦源,减少泵浦光束的偏移和不均匀。
三、散热系统的失效激光器在工作过程中会产生大量的热量,如果散热系统失效会导致激光器的温度升高,从而引起激光器功率衰减。
散热系统的失效主要有以下两种原因:1.散热器堵塞:散热器在长时间使用后会积累大量的污垢和杂质,导致散热器的散热效率降低,从而引起激光器功率衰减。
激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件编制说明(征求意见稿)《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》编写组2017年7月激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件编制说明1工作概况1.1任务来源根据国标委《国家标准委关于下达2017年第一批国家标准制修订计划的通知》(国标委[2017]55号),2016年应完成《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》的编制工作,制定计划号为20170327-T-518。
1.2起草单位本部分主要起草单位为中国科学院大连化学物理研究所。
协作单位有:沈阳仪表科学研究院有限公司、中国兵器工业标准化研究所、西南技术物理研究所、中国工程物理研究院应用电子学研究所、大连市标准化研究院、大连市产品质量检测研究院。
本部分起草单位及承担工作见表1。
表1 起草单位及承担工作1.3主要工作过程2017年6月,由中国科学院大连化学物理研究所牵头,成立了《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》编制组,制定了如下工作计划:a)2017年7月~8月,完成标准征求意见稿及编制说明;b)2017年9月~10月,广泛征求意见,包括相关企业、研究院所、高校及标技委委员,形成《标准意见汇总处理表》;c)2017年10月~11月,根据反馈意见,主编单位进行修改,形成标准送审稿及编制说明,召开审查会;d)2017年11月~12月,修改完善,形成标准报批稿及编制说明,待标技委讨论通过后,按要求上报。
2017年6月~7月,主要编制人员对标准草案进行了认真研究,针对性地查阅了相关的国内标准,如专业术语、行业规定等;调研了与标准内容相关的目前国内状况;在充分理解标准所描述的标准光学元件的基础上,对标准草案逐条逐句进行了修改,形成标准征求意见稿。
2编制原则和主要内容2.1编制依据本标准以ISO 13142:2015(E)为基础,与其一致性程度为“等同采用”;采用国际标准按GB/T20000.2-2009 《标准化工作指南第2部分:采用国际标准》的规定;编写规则按GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》的规定。
2.2编制原则统一性——标准各部分的文体和术语应保持一致,相同条款应使用相同措辞表述。
协调性——标准各部分的内容应相辅相成,自成体系。
适用性——标准的内容应便于实施,具有可操作性。
一致性——该系列标准为国际标准的转换,起草时应尽可能与国际标准保持一致。
规范性——该系列标准的编写规则应遵循GB/T1.1-2009和GB/T20000.2 -2009的规定。
2.3主要内容2.3.1 概述国际标准化组织(ISO)在激光器和激光相关设备用标准光学元件要求方面,最早在2000年出版了ISO11151,并于2015年对该标准进行了修订。
该标准系统地规定了激光器和激光相关设备用标准光学元件的要求,共分为2个部分:——第1部分紫外、可见和近红外光谱范围内的元件——第2部分红外光谱范围内的元件第1部分描述了适用于紫外、可见和近红外波段,波长从170nm至2100nm 光谱范围内激光器和激光相关设备使用的标准光学元件的详细要求。
第2部分描述了适用于红外波段,波长从2.1μm至15μm光谱范围内激光器和激光相关设备使用的标准光学元件的详细要求。
本部分是系列标准的第1部分;是根据国际标准ISO 11151-1:2015(E)《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(2015年7月1日,第二版)而制定的,在技术内容上与国际标准ISO 11151-1:2015(E)一致性程度为修改采用。
ISO11151-1:2015与ISO11151-1:2000相比主要变化如下:1)将第4章内容合并到第2章;2)修改了表2至表6“A级表面缺陷”值;3)修改了表7“主边长”值和“厚度”值;4)修改了表8“边缘厚度”值和“中心厚度”值;5)修改了表9“边缘厚度”;6)修改了图1。
经调研,目前国内在激光光学元件要求方面没有相关标准。
2.3.2 结构说明本部分标准内容共分为十个章节和一个资料性附录。
第1章规定了本部分的范围;第2章规定了规范性引用文件;第3章规定了光学元件代号;第4章规定了光学元件的材料;第5章规定了质量要求;第6章规定了尺寸公差;第7章规定了测量区域;第8章规定了订单标识;第9章规定了镀膜;第10章规定了包装。
资料性附录A给出了英制单位的优先尺寸和直径公差。
2.3.3 主要技术内容说明本部分规定了适用于紫外、可见和近红外波段,波长从170nm至2100nm光谱范围内激光器和激光相关设备使用的标准光学元件的要求。
包括元件的类型,使用的材料,物理尺寸和制造公差。
本部分使用重新起草法修改采用国际标准ISO 11151-1:2015(E)《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(英文版)。
本部分的结构与ISO 11151-1:2015(E)完全相同,与ISO 11151-1:2015(E)相比主要差异说明如下:a) 删除了国际标准的前言和序言。
b) 在规范性引用文件中,采用国家标准代替原引用的国际标准关于规范性引用文件,本部分做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,具体调整如下:1) 用非等效采用国际标准的GB/T 1185代替ISO 10110-7(见第2章);2) 用非等效采用国际标准的GB/T 2831代替ISO 10110-5(见第2章);3) 用GB/T 7242代替ISO 10110-6(见第2章);4) 用非等效采用国际标准的GB/T 7661代替ISO 10110-3(见第2章);5) 用非等效采用国际标准的GB/T 13323代替ISO 10110-1(见第2章);6) 用等同采用国际标准的GB/T 26332.1代替ISO 9211-1(见第2章);7) 用等同采用国际标准的GB/T 26332.2代替ISO 9211-2(见第2章)。
c) 按GB/T 1.1进行编辑性修改。
1) 中英文写作习惯、表达方式有很大不同,如果完全按ISO标准等同翻译,会影响读者对标准的阅读理解,不利于标准的广泛应用,编制组在不改变ISO标准原文技术内容的前提下,按照中文表达方式进行了修改;2) 中英文标准的编制规则不同,编写组在不改变ISO标准原文技术内容的前提下,按GB/T 1.1的相关规定对本部分的格式进行了编辑性修改。
d) 修改了标准第3章光学元件代号。
由于ISO 11151-1:2015标准还未转换为国标,并且国内光学行业上对这些光学元件代号并不完全熟悉,因此,本标准在制定中增加了中英文对照文字,以期望读者能更加深入地理解本标准。
具体更改如下:表1第1列“光学元件类型”栏,增加了元件代号代表的“中文”和“英文”含义。
例如:本部分涉及的专业词汇翻译情况如下:Laser-induced damage,激光损伤。
本意应为激光诱导损伤,因为行业内习惯上省略“诱导”,所以翻译为激光损伤。
3 主要试验(或验证)情况分析标准的本部分在国际上经过实践检验并广泛使用,适合于对紫外、可见和近红外波段光谱范围(波长从170nm至2100nm)内激光器和激光相关设备用各类型的光学元件的要求。
本部分涉及的术语和概念,编写组与GB/T 15313-2008《激光术语》相关内容进行了对照,无冲突和重复情况。
目前,从征求意见情况看,没有提及相关专利。
4 与国外同类标准水平的对比情况本部分修改采用国际标准ISO 11151-1:2015(E)《激光器和激光相关设备标准光学元件第1部分:紫外、可见和近红外光谱范围内的元件》(英文版)。
与国际标准处于一致水平。
5 与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系本部分的编写符合GB/T 1.1-2009和GB/T 20000.2-2001的编写规定和国内相关标准的规定。
作为国家标准,在与现行法规、国际、国内相关标准中内容协调一致的基础上,充分体现技术上的先进性。
本标准为推荐性标准,与强制性国家标准无冲突。
6 重大分歧意见和处理经过和依据暂无。
7 标准性质的建议本标准中不涉及安全、环保等,建议作为推荐性国家标准进行出版发行。
8 贯彻国家标准的要求和措施建议目前,激光应用领域越来越多,包括医疗、材料处理、信息技术和计量等等。
激光器及激光系统一般要用到光学窗口、反射镜、分光镜和透镜等光学元件,为防止激光损伤,这些光学元件要禁得起激光系统高峰值功率/能量密度的技术要求,这对光学元件提出了更高的制造要求。
另外,随着我国光学与光电子产业的迅猛发展,光学元件加工制造形成了相当的产业规模,在满足国内要求的同时,产品正在走向国际化。
因此对此类光学元件标准化的要求越来越高。
本部分的发布可以填补我国用于紫外、可见和近红外光谱范围标准激光光学元件要求的空白;同时,通过规定优先的尺寸和公差,来减少元件的种类,通过标准化的规定,去除贸易壁垒,并通过建立一致的订单标识使备件的供应更加便利。
我们建议尽快将本部分标准批准、颁布实施,在国内激光领域推广应用。
9 废止现行有关标准的建议无。
10 其他应予说明的事项本部分与第2部分一起,全面系统地规定了适用于激光器和激光相关设备使用的标准光学元件,光谱范围内从紫外、可见、近红外到红外,这两个部分是一个有机整体,建议按系列标准出版。
11 参考资料清单[1]GB/T 1.1-2009 标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则[2]GB/T 1185-2006 光学零件表面疵病[3]GB/T 2831-2009 光学零件的面形偏差[4]GB/T 7242-2010 透镜中心偏差[5]GB/T 7661-2009 光学零件气泡度[6]GB/T 13323-2009 光学制图[7]GB/T 15313-2008 激光术语[8]GB/T 20000.2-2009 标准化工作指南第2部分:采用国际标准[9]GB/T 26332.1-2010 光学和光学仪器光学薄膜第1部分:定义[10]GB/T 26332.2-2015 光学和光子学光学薄膜第2部分:光学特性[11]ISO 10110-2,Optics and optical instruments—Preparation of drawings for optical elements and systems—Part 2:Material imperfections—Stress birefringence(光学和光学仪器光学元件及系统图纸绘制第2部分:材料缺陷-应力双折射)[12]ISO 10110-4 Optics and optical instruments—Preparation of drawings for optical elements and systems—Part 4:Material imperfections—Inhomogeneity and striae(光学和光学仪器光学元件及系统图纸绘制第4部分:材料缺陷-非均匀性与条纹)。