(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211055570.1 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 中国科学院上海光学精密机 械研究 所 地址 201800 上海市嘉定区清河路390号 (72)发明人 董宁宁　王梓鑫　王俊　 (74)专利代理 机构 上海恒慧知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 31317 专利代理师 张宁展 (51)Int.Cl. G01N 21/55(2014.01) G01N 21/59(2006.01) G01N 21/49(2006.01) G01N 21/47(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 测量材料防护阈值的方法及其装置 (57)摘要 本发明提供了一种测量材料激光防护阈值 的方法及其装置， 其中， 测量方法是采用透镜进 行激发光聚焦， 使用能量计/功率计对透射信号、 反射信号、 散射信号进行收集， 使用光束质量分 析仪对光斑进行同步成像， 可以实现对样品透过 率、 反射率、 散射率的测量， 进而得到材料的防护 阈值参数。 本发明方法适用于透明、 非透明样品 的测量。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115436326 A 2022.12.06 CN 115436326 A 1.一种测量材 料防护阈值的方法， 其特 征在于， 包括 步骤： 基线测量阶段： ①构建第一反射 光路并探测其能量： 设置激光器， 并沿该激光器的输出光束方向依次设置第一镀膜全反镜、 第二镀膜全反 镜、 第一小孔光阑和 第一分光平片； 所述的第一分光平片， 将入射光分为第一反射光和第一 透射光两束光； 所述的第一反射光经第三聚焦透镜聚焦后， 由所述的第一探测器探测第一 反射光的能量(功率)P D1基， 并传输至计算机； ②构建第一透射 光路并探测其能量： 沿所述的第一透射光的传输方向依次设置第一聚焦透镜60、 第二小孔光阑、 第二聚焦 透镜和第二探测器； 所述的第二小孔光阑与所述第一小孔光阑等高， 且所述的第二聚焦透 镜的焦点和第一聚焦透镜的焦点重合， 由所述的第二探测器探测第一透射光的能量(功 率) PD2基， 并传输至计算机； ③构建第二反射 光路并探测其能量： 在所述的第一聚焦透镜和第二小孔光阑之间、 第一聚焦透镜的焦点处放置待测样品， 经该待测样品反射的反射光经第一分光平片 50反射后， 由第二分光平片 53分为第二反射光 和第二透射 光两束光； 将光束质量分析仪替换待测样品， 测量样品位置处的光斑面积； 重新放置样品后， 沿所述的第二反射光的传输方向， 放置第五聚焦透镜56与光束质量 分析仪， 且调整二者间距， 使所述光束质量分析仪当前光斑面积与样品位置处的光斑面积 相同； ④构建第二透射 光路并探测其能量： 沿所述第二透射光的传输光路方向设置第四聚焦透镜54和第三探测器55， 由所述的第 三探测器探测第二透射 光的能量(功率)P D3基， 并传输至计算机； ⑤构建散射 光路并探测其能量： 在待测样品预放置位置的侧面， 设置第六聚焦透镜71和第四探测器72， 由所述的第四 探测器探测散射 光的能量(功率)P D4基， 并传输至计算机； 样品测量阶段： ⑥将待测样品放置在样品架上， 调节待测样品使其表面与主光路垂直， 所述第一探测 器、 第二探测器、 第三探测 器和第四探测器将探测到的能量(功率)信号输入到所述计算机 中， 分别记为PD1样、 PD2样、 PD3样、 PD4样， 所述光束质量分析仪探测到的当前光斑面积 输入到所 述计算机中， 记为A； ⑦计算待测样品的透过率T、 反射 率R和散射 率S， 公式如下： 和 ⑧以测试时间为横坐标， 透过率T、 反射率R、 散射率S和光斑面积A为纵坐标， 分别绘制 待测样品的透过率曲线、 反射 率曲线、 散射 率曲线和光斑面积曲线。 2.实施权利要求1所述的测量材料防护阈值的方法的装置， 其特征在于， 包括激光器、 沿所述脉冲激光器的输出光束方向依 次设置的第一镀膜全反镜、 第二镀膜全反镜、 第一小 孔光阑和第一分光平片；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115436326 A 2所述的第一分光平片， 将入射 光分为第一反射 光和第一透射 光两束光； 所述的第 一反射光经第三聚焦透镜聚焦后， 由所述的第 一探测器、 第 一聚焦透镜、 待测 样品、 第二小孔光阑、 第二聚焦透镜和 第二探测器； 沿所述第一分光平片的反射光方向依次 设置有第三聚焦透镜和第一探测器， 沿所述第一分光平片的反射方向的另一侧设置有第二 分光平片、 第四透镜和第三探测器； 沿所述第二分光平片的反射方向设置有第 五透镜和光 束质量分析仪； 沿所述样品的侧 面设置有第六透镜和第四探测器； 所述待测样品设置在五 维精密平移台上； 还包括与所述第一探测器、 第二探测器、 第三探测器和 第四探测器分别电 连接的计算机； 所述 光束质量分析仪与所述计算机电连接 。 3.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置， 其特征在于， 所述第一探测器、 第二 探测器、 第三探测器和 第四探测器可以扩展为第一能量计/功 率计、 第二能量计/功 率计、 第 三能量计/功率计和第四能量计/功率计。 4.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置， 其特征在于， 所述所述第 一镀膜全反 镜、 第二镀膜全反镜、 第一分光平片、 第二分光平片与光轴夹角均为 45°。 5.根据权利要求2所述测量材料防护阈值的装置， 其特征在于， 所述第 一分光平片对所 述经过第一小孔光阑后激光的透反比为9∶1， 所述第二分光平片对所述经过待测样品反射 回来的光被第一分光平片反射后激光的透反比为9 ∶ 1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115436326 A 3