光腔衰荡法测量高反射率的实验研究.pdfVIP

维普资讯 第6卷 第 1期 光 学 与 光 电 技 术 VoI_6，No．1 2008年 2月 0PTICS 0Frr0ELECTRONICTECHNOLOGY February，2008 文章编号 ：1672—3392(2OO8)01—0011—04 光腔衰荡法测量高反射率的实验研究* 刘 蓉 。 李 锋 白晋涛。 (1西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710032；2西北大学光子学与光子技术研究所，陕西 西安 710069) 摘要 基于光腔衰荡光谱技术，建立 了以共焦腔为衰荡腔的单波长反射率测量装置 ，该装置可用 于精密测量全固体激光器高反射率腔镜的反射率，检测得到了高反腔镜在 946nm 的反射率。 实验测得平凹镜和平面镜衰荡时间的平均值分别为 1．624bts和 821ns，平 凹镜 的反射率为 99．794 ，相对误差精确到 10一；平面反射镜的反射率为 99．800％，相对误差精确到 l0一。结 果表明，光腔袁荡法可用于高反射率腔镜反射率的测量，与分光光度计测得的结果相比，具有非 常高的测量精度 。 关键词 光腔衰荡光谱技术；高反射率；测量 ；共焦腔 中图分类号 TN249 文献标识码 A 脉冲激光沿着光轴入射到光腔内，忽略衍射及散射 1 引 言 损耗，单色脉冲光在两个腔镜之间往返振荡，每经 精确检测激光腔镜的反射率是研制高反射率 过一次循环透射出部分光，Mz后面的探测器接收 腔镜的前提，而现有的反射率检测方法，如光透射 光脉冲信号以考察其衰减规律。设两个腔镜的反 法、多次反射法等，对于高反射率 (R99．7 )已 射率为R 和R2，J1为第一次透射出腔外的光强， 不能给出准确的测量结果。光腔衰荡光谱法E妇 根据比尔(Beer)定律l_】]，谐振腔出射脉冲光强为 (CavityRing-DownSpectroscopy，CRDS)测量高 +I—J】(R1R2)exp(一2haL)一 反镜反射率是近年来兴起的新技术，它通过对指数 J1exp{--n~2aL—ln(R1R2)]} (1) 型腔内衰荡信号的检测，消除了传统检测方法中激 其 中，L为腔长，为腔 内介质吸收系数。在 t时 光能量起伏所引起的误差，测量精度大为提高，尤 刻，光束在腔内循环次数 卵一c／2L，则： 其对于反射率大于97 的腔镜测量具有更好的效 广 1 果E。在只考虑腔镜透射和腔 内介质吸收情况下， J()一J1expl～ (aL--in瓜 )l (2) 文献[3]、[43分析了光腔衰荡法测量原理。以共焦 即脉冲激光光强以单指数形式衰减。实际上，当脉 腔作为注入腔，文献-Is]分析了其腔长失调的现象， 冲光入射到高反腔 内时，只有很少的光进入光腔内 并讨论了调节判据 。本文基于光腔衰荡理论，构建 振荡，每次振荡透过镜片的光就更少，透射光的强 了测量高反镜反射率的实验系统，并通过直型腔和 度与输出镜的反射率有关，是时间的函数，衰减时 折叠型腔相结合精确检测了蓝光激光器高反射率 间受腔的特性控制。脉冲在腔内每经过一次循环 腔镜在 946nm 的反射率。利用这种方法测定镜 就透射出部分光，所 以衰荡光强是不连续的，同时 片的反射率精度高、误差小、不受环境的影响且实 由式 (2)可知，透射光强的包络线又是 以指数形式 验装置简单，可望发展成为有效的检测手段。