【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及量子光學(xué)，具體涉及一種新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置及評(píng)估方法。
技術(shù)介紹
1、近年來(lái)，冷原子物理和量子光學(xué)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展加速了原子干涉儀由實(shí)驗(yàn)室向工程化和產(chǎn)品化的進(jìn)程。一些量子測(cè)量設(shè)備如原子鐘、重力儀和梯度儀已經(jīng)在卡車(chē)、飛機(jī)、輪船上得到了初步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。但是，作為整個(gè)干涉儀的核心部件，光學(xué)系統(tǒng)目前還存在系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜、環(huán)境適應(yīng)性差等一系列問(wèn)題。因此，解決光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性等相關(guān)問(wèn)題對(duì)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。
2、干涉儀光學(xué)系統(tǒng)中自由空間光路通常將光學(xué)元件安裝到金屬結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)激光偏振和方向的變化，金屬材料的選擇關(guān)系到最終光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于不同金屬材料自身的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)差異巨大，其溫度穩(wěn)定性也不盡相同。通常通過(guò)測(cè)量熱膨脹系數(shù)來(lái)表征材料的溫度穩(wěn)定性。但是實(shí)際光路使用過(guò)程中鏡片和金屬結(jié)構(gòu)通過(guò)膠粘或者機(jī)械方式安裝，金屬結(jié)構(gòu)、光學(xué)元器件以及二者的固連方式共同決定了光學(xué)元器件的溫度穩(wěn)定性，熱膨脹系數(shù)評(píng)估方法不能測(cè)試單個(gè)光學(xué)元件結(jié)構(gòu)材料溫度或者單個(gè)光學(xué)元件模塊溫度穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置及評(píng)估方法，通過(guò)借助微米級(jí)分辨率的光斑分析儀，科學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)量光學(xué)方案，通過(guò)光路的指向穩(wěn)定性來(lái)評(píng)估金屬材料的溫度穩(wěn)定性，更加符合金屬材料的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，為光學(xué)元器件環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)提供了測(cè)試方法，也可作為不同種材料溫度相對(duì)穩(wěn)定性的直接評(píng)估方法。
2、本專(zhuān)利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案
3、一種新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，包括激光器、光隔離器、半波片、偏振分光棱鏡、光纖耦合器、單模保偏光纖、光纖準(zhǔn)直器、45°待測(cè)反射鏡、光斑分析儀、控溫光學(xué)面包板及保溫箱；
4、所述激光器輸出激光穿過(guò)光隔離器，依次經(jīng)過(guò)半波片、偏振分光棱鏡分光、起偏，進(jìn)入光纖耦合器，再經(jīng)單模保偏光纖耦合調(diào)節(jié)導(dǎo)入保溫箱內(nèi)控溫光學(xué)面包板上的光纖準(zhǔn)直器，單模保偏光纖輸出激光先經(jīng)光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直輸出后，經(jīng)控溫光學(xué)面包板上的45°待測(cè)反射鏡反射，垂直照射到控溫光學(xué)面包板上的光斑分析儀的探測(cè)面上，形成測(cè)量光路，完成對(duì)45°待測(cè)反射鏡的待測(cè)反射鏡鏡架的溫度穩(wěn)定性評(píng)估。
5、進(jìn)一步地，所述控溫光學(xué)面包板的底部貼有加熱片。
6、進(jìn)一步地，所述保溫箱內(nèi)壁上貼有隔熱保溫棉。
7、進(jìn)一步地，所述光纖準(zhǔn)直器、45°待測(cè)反射鏡及光斑分析儀采用環(huán)氧樹(shù)脂膠固定在控溫光學(xué)面包板上。
8、一種利用新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置的評(píng)估方法，包括以下步驟：
9、步驟1、將評(píng)估裝置連接搭建測(cè)量光路：
10、激光器輸出激光穿過(guò)光隔離器，依次經(jīng)過(guò)半波片、偏振分光棱鏡分光、起偏，進(jìn)入光纖耦合器，再經(jīng)單模保偏光纖耦合調(diào)節(jié)導(dǎo)入保溫箱內(nèi)控溫光學(xué)面包板上的光纖準(zhǔn)直器，單模保偏光纖輸出激光先經(jīng)光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直輸出后，經(jīng)45°待測(cè)反射鏡反射，垂直照射到光斑分析儀的探測(cè)面上，形成測(cè)量光路；光纖準(zhǔn)直器、45°待測(cè)反射鏡及光斑分析儀的中心光高為20mm；
11、步驟2、調(diào)節(jié)半波片的旋轉(zhuǎn)角度，使入射到光斑分析儀的激光光強(qiáng)小于1mw；
12、步驟3、打開(kāi)光斑分析以控制軟件，將曝光時(shí)間設(shè)置為自動(dòng)模式，軟件將自動(dòng)更改曝光時(shí)間，直到屏幕上呈現(xiàn)出清晰的光斑輪廓；
13、步驟4、開(kāi)啟光斑分析功能，評(píng)估過(guò)程需要利用的是光斑質(zhì)心的位置坐標(biāo)參數(shù)，在測(cè)量過(guò)程中不斷記錄這一參數(shù)，標(biāo)記出光斑位置的變化；
14、步驟5、通過(guò)外接控溫儀控制保溫箱內(nèi)部溫度，改變控制溫度即改變45°待測(cè)反射鏡的待測(cè)反射鏡鏡架的溫度；
15、步驟6、依次設(shè)定不同的控溫溫度，記錄溫度穩(wěn)定后光斑的位置變化情況；
16、完成材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估。
17、本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
18、通過(guò)借助微米級(jí)分辨率的光斑分析儀，科學(xué)設(shè)計(jì)測(cè)量光學(xué)方案，通過(guò)光路的指向穩(wěn)定性來(lái)評(píng)估金屬材料的溫度穩(wěn)定性，更加符合金屬材料的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，為光學(xué)元器件環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)提供了測(cè)試方法，采用純光學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)材料溫度穩(wěn)定性測(cè)試，可用作光學(xué)系統(tǒng)溫度適應(yīng)性測(cè)試中光學(xué)元器件結(jié)構(gòu)材料篩選的評(píng)估方法，也可作為不同種材料溫度相對(duì)穩(wěn)定性的直接評(píng)估方法。
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1.一種新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：包括激光器(1)、光隔離器(2)、半波片(3)、偏振分光棱鏡(4)、光纖耦合器(5)、單模保偏光纖(6)、光纖準(zhǔn)直器(7)、45°待測(cè)反射鏡(8)、光斑分析儀(9)、控溫光學(xué)面包板(10)及保溫箱(11)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：所述控溫光學(xué)面包板(10)的底部貼有加熱片(10-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：所述保溫箱(11)內(nèi)壁上貼有隔熱保溫棉(11-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：所述光纖準(zhǔn)直器(7)、45°待測(cè)反射鏡(8)及光斑分析儀(9)采用環(huán)氧樹(shù)脂膠固定在控溫光學(xué)面包板(10)上。
5.一種利用權(quán)利要求1所述的新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置的評(píng)估方法，其特征在于：包括以下步驟：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：包括激光器(1)、光隔離器(2)、半波片(3)、偏振分光棱鏡(4)、光纖耦合器(5)、單模保偏光纖(6)、光纖準(zhǔn)直器(7)、45°待測(cè)反射鏡(8)、光斑分析儀(9)、控溫光學(xué)面包板(10)及保溫箱(11)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型基于光學(xué)的材料溫度穩(wěn)定性評(píng)估裝置，其特征在于：所述控溫光學(xué)面包板(10)的底部貼有加熱片(10-1)。
3.根據(jù)...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王杰英，趙倩云，王建龍，路想想，劉簡(jiǎn)，張戈輝，毛佳珍，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七〇七研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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