摘要：在激光系統(tǒng)中，光學(xué)薄膜的抗激光強(qiáng)度較低，這是光學(xué)薄膜研究中重要的問題之一。測量光學(xué)薄膜對強(qiáng)激光的熱吸收 情況對于光學(xué)薄膜的性能研究具有重大意義，而TC-08是一款可靠靈活的溫度記錄儀。本文介紹了利用TC-08溫度記錄儀“接觸式”地測試光學(xué)薄膜激光量熱吸收的測試，大大地?cái)U(kuò)展了TC-08在光電行業(yè)的應(yīng)用。

　　1 引言

　　光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀(jì)30年代?，F(xiàn)代，光學(xué)薄膜已廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域，制造各種光學(xué)儀器，它充斥著我們生活的方方面面，其性能的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的性能。光學(xué)薄膜對激光量的熱吸收 是衡量光學(xué)薄膜性能的一個重要參數(shù)，特別是在強(qiáng)激光作用下，即使十分微弱的吸收也足以導(dǎo)致薄膜元件的破壞，因此有必要對光學(xué)薄膜的激光量熱吸收情況進(jìn)行測試。為了達(dá)到測試的目的，溫度記錄儀顯得尤為重要。本文利用兩種不同的方式完成該項(xiàng)測試，包括“接觸式”和“非接觸式”測試，并給出測試的結(jié)果。中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所光電實(shí)驗(yàn)室正是采用TC-08來測試光學(xué)薄膜對激光量的吸收情況，跟本文介紹的應(yīng)用相類似。

　　2 測試工具和測量原理

　　2.1 測試工具

　　1） TC-08溫度記錄儀:TC-08是一款八通道的熱電偶溫度記錄儀，由英國Pico研發(fā)生產(chǎn)，廣州虹科為國內(nèi)總代理商，專用于實(shí)時(shí)在線的溫度數(shù)據(jù)采集、顯示和存儲，以圖表，數(shù)據(jù)表或者文檔的形式查看數(shù)據(jù)。測量范圍-270℃至1820℃，±0.5℃，能夠存儲一百萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)，其的特點(diǎn)是USB供電和通信，不需外部電源，非常適用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場溫度測量。

　　2）Ti32紅外熱像儀：Ti32是由福祿克研發(fā)生產(chǎn)的一款便攜式紅外熱像儀，用于測試一個面的溫度，可以查看完整的數(shù)據(jù)分析和，溫度測量范圍-20℃至+600℃，±2℃，手持式操作，電池供電，紅外熱像儀的應(yīng)用非常廣泛，只要有溫度差異的地方都有應(yīng)用。

　　2.2 測量原理

　　利用大功率激光器對光學(xué)薄膜進(jìn)行照射，一部分激光自動反射出去，另外一部分激光則被光學(xué)薄膜吸收，光學(xué)薄膜由于吸收激光而溫度升高，照射一段時(shí)間后，薄膜自然冷卻。利用以英國Pico的TC-08溫度記錄儀為主，福祿克Ti32紅外熱像儀為輔的記錄整個過程中的溫度，TC-08能夠?qū)崟r(shí)在線繪制溫度曲線，并記錄溫度數(shù)據(jù)，通過熱力學(xué)理論得到光學(xué)薄膜對激光量的熱吸收情況，從而了解光學(xué)薄膜的性能[2].圖1為理想測試曲線，圖2本次測試用的光學(xué)薄膜。

　　3 測量過程

　　圖3為測試整體裝置，大功率的激光器發(fā)射強(qiáng)激光照射在貼在鏡片的光學(xué)薄膜上，鏡片背面粘貼連接著TC-08在線溫度記錄儀的貼片式3至5條熱電偶線，“接觸式”地進(jìn)行溫度測試,采集的數(shù)據(jù)直接顯示和保存在電腦上；在鏡片周圍利用Ti32紅外熱像儀，“非接觸式”測試鏡片背面的溫度。兩種方法進(jìn)行對比驗(yàn)證，保證更加準(zhǔn)確的測試結(jié)果。TC-08連接的熱電偶線線長可以自行配置（長20米），測試地點(diǎn)跟觀測地點(diǎn)可以在不同的實(shí)驗(yàn)室，如果您需要進(jìn)行下測試，直接在電腦上選擇在此測試即可，十分方便。

　　1） 配置TC-08和Ti32.通過的配置軟件Picolog recorder配置TC-08溫度記錄儀,按照測試的需求設(shè)置數(shù)據(jù)記錄的模式，間隔，時(shí)長，通道和報(bào)警等，直接通過紅外熱像儀的操作面板按鍵對測試的事項(xiàng)配置Ti32;

　　2） 粘貼3條貼片式熱電偶線到鏡片背面；

　　3） 安裝各個儀器，打開大功率激光器，對準(zhǔn)光學(xué)薄膜;

　　4） 開始記錄溫度數(shù)據(jù)。開啟TC-08和Ti32的記錄功能，開始進(jìn)行溫度采集，顯示和存儲，過了一段時(shí)間后，關(guān)閉大功率激光器，繼續(xù)記錄光學(xué)薄膜自然冷卻至室溫的溫度變化；

　　5） 導(dǎo)出數(shù)據(jù)，得到熱吸收情況。將兩款溫度記錄儀的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到電腦上對比驗(yàn)證，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過熱力學(xué)理論求得光學(xué)薄膜對激光量的熱吸收情況。

　　4 結(jié)果分析

　　TC-08完成了溫度數(shù)據(jù)采集之后，可以直接在Picolog Recorder軟件上將記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式為圖片、excel或者txt格式的數(shù)據(jù)。如下圖所示，圖4為TC-08測試的溫度曲線，圖5為TC-08測試的溫度數(shù)據(jù)。

　　對比TC-08和Ti32測試的數(shù)據(jù)，兩者數(shù)據(jù)總體趨勢一致，因?yàn)門C-08的測試（±0.5℃）相比Ti32的測試（±2℃）要高，且鏡片的面積較大，TC-08不僅僅測試了一個溫度點(diǎn)，而是同時(shí)測量3至5個點(diǎn)，求各個點(diǎn)的平均值，這樣得到的溫度數(shù)據(jù)更接近真實(shí)值，所以采取TC-08測試的數(shù)據(jù)作為后期的分析數(shù)據(jù)。通過熱力學(xué)原理得到光學(xué)薄膜對激光量的熱吸收情況，從而能夠判斷光學(xué)薄膜的性能。

　　5 結(jié)論

　　試驗(yàn)表明，利用TC-08測試記錄的溫度曲線跟預(yù)期的理想溫度測試曲線十分相近，測量高，試驗(yàn)成功。光學(xué)薄膜是所有光學(xué)系統(tǒng)中不可缺少的基本元件，往往也是薄弱的環(huán)節(jié)之一，尤其在強(qiáng)激光系統(tǒng)中，光學(xué)薄膜即使出現(xiàn)十分微小的瑕疵，也會導(dǎo)致輸出光束質(zhì)量下降。應(yīng)用于強(qiáng)激光系統(tǒng)的光學(xué)薄膜，則更強(qiáng)調(diào)它的抗激光強(qiáng)度，圍繞提高這類薄膜的抗激光強(qiáng)度所開展的工作，使這類薄膜的研究更加深入。熱吸收是光學(xué)薄膜的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，測量光學(xué)薄膜對激光量熱吸收可以大大優(yōu)化激光光學(xué)器件。