ICS17.180 A60 中华人民共和国国家标准 GB/T29421—2012 钒 酸盐双折射光学单晶元件 Vanadatebirefringentcrystaldevices 2012-12-31发布 2013-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给定的规则起草。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国人工晶体标准化技术委员会(SAC/TC461)归口。 本标准起草单位:中国科学院福建物质结构研究所、国家光电子晶体材料工程技术研究中心、福建 福晶科技股份有限公司、中国计量学院材料与工程学院。 本标准主要起草人:兰国政、吴少凡、林文雄、王昌运、张剑虹、李雄、史宏声、秦来顺。 本标准为首次制定。 ⅠGB/T29421—2012 钒酸盐双折射光学单晶元件 1 范围 本标准规定了钒酸盐双折射光学单晶元件的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则及包装、标 识、运输、贮存等过程的要求。 本标准适用于钒酸盐双折射光学单晶元件,其他种类的双折射光学单晶元件也可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T11297.1—2002 激光棒波前畸变的测量方法 GB/T22452—2008 硼酸盐非线性光学单晶元件通用技术条件 GB/T22453—2008 硼酸盐非线性光学单晶元件质量测试方法 3 术语和定义 GB/T22452—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 双折射光学单晶 opticalcrystalwithbirefringence 一种具有折射率各向异性的光学单晶。 3.2 钒酸钇单晶 yttriumvanadatesinglecrystal 一种双折射单晶以及以其加工而成的元件,中文化学名为钒酸钇,分子式为YVO4。 3.3 不垂直度 nonperpendicularity 单晶元件通光面与侧面之间的不垂直程度。 3.4 光学不均匀性 opticalheterogenity 介质折射率的不均匀程度。 3.5 透射波前畸变 transmittedwavefrontdistortion 平行光束的波面透过被检单晶元件后相对于标准参考波面的畸变。 3.6 消光比 extinctionratio Ex 光通过平行偏光系统与正交偏光系统时,分别得到最大输出光强与最小输出光强,它们的比值称系 1GB/T29421—2012 统消光比。当有应力双折射的透明介质插入两个偏振器之间时,消光比降低。 3.7 插入损耗 insertionloss IL 光通过晶体器件后的损耗,即光源通过器件后量测到的功率和未通过器件量测到的功率比值。 3.8 偏振相关损耗 polarizationdependentloss PDL 晶体器件在所有的偏振态下最大与最小插入损耗的比值。 3.9 楔角 wedgeangle 两个通光面之间的夹角。如图1所示。 图1 单晶原件单楔角示意图 4 技术要求 4.1 物理性能 4.1.1 散射 在波长为632.8nm的氦氖激光照射下,单晶元件单位体积(cm3)内直径大于10μm的散射点不得 多于4个。 4.1.2 光学不均匀性 在波长为632.8nm的氦氖激光照射下,单晶元件光学不均匀性应不大于1×10-5。 4.1.3 透过波前畸变 在波长为632.8nm氦氖激光的照射下,被测元件的透射波前畸变干涉图“峰-谷”值偏差应不大于 λ/4。 4.1.4 消光比 单晶元件的消光比应大于25dB。 4.1.5 插入损耗 单晶元件的插入损耗应不大于0.08dB。 4.1.6 偏振相关损耗 单晶元件的偏振相关损耗应不大于0.03dB。 2GB/T29421—2012 4.2 加工质量 4.2.1 尺寸公差 尺寸公差应符合以下要求:W+0.1 -0.1mm×H+0.1 -0.1mm×L+0.5 -0.1mm 上式中W为单晶元件通光面的宽度,H为单晶元件通光面的高度,L为单晶元件通光方向的长度。 图2为单晶元件尺寸标注示意图,S所标示的面为通光面。 图2 单晶元件尺寸标注示意图 4.2.2 角度偏差 单晶元件的切割角度偏差要求:Δθ≤0.5°,Δφ≤0.5°。 4.2.3 不平行度 单晶元件两个通光面的不平行度应不大于30″。 4.2.4 不垂直度 单晶元件的通光面与侧面之间的不垂直度应不大于30′。 4.2.5 楔角公差 单晶元件单楔角α公差应不大于0.5°。 4.2.6 有效通光孔径 单晶元件的通光表面扣除四周倒角后的可用面积与整个通光面面积的比值为有效通光孔径,其应 不小于85%。 4.2.7 表面疵病 抛光元件有效通光孔径内,S/D不大于20/10;镀膜元件S/D不大于60/40。 4.2.8 倒角 倒角的宽度应不大于0.2mm。 4.2.9 崩边、崩口及崩裂 沿边缘向内侧方向延伸宽度g(径向)崩边应不大于0.2mm。 沿边缘方向,崩口宽度之和应不大于0.5mm。 角的崩裂应不大于0.2mm。 3GB/T29421—2012 4.2.10 单晶表面镀膜的光学性能 镀制单点1550nm减反膜,在1520nm~1580nm的波段范围内膜层的剩余反射率应小于 0.2%。 4.2.11 膜层的牢固度 使用3M公司810型号胶带粘拉5次,未出现脱膜或裂膜现象。 4.2.12 膜层的抗高湿性能 在暴露于温度46.7℃~51℃、相对湿度为95%~100%的环境至少24h后,或采用加速试验,温 度60℃,相对湿度为95%~100%的环境2h后,未出现脱膜或裂膜现象。 4.2.13 膜层的抗温度冲击 将单晶元件放入加热容器中,在40min内从室温升到100℃,在不少于40min时间内降到室温, 未出现脱膜或裂膜现象。 5 试验方法 5.1 测试的环境要求 洁净等级:优于10000级;温度:(23±2)℃;相对湿度:(55±5)%。 5.2 物理性能 5.2.1 散射 散射的测试方法按GB/T22453—2008的规定。 5.2.2 光学不均匀性 光学不均匀性的测试方法按GB/T22453—2008的规定。 5.2.3 透过波前畸变 透过波前畸变的测试方法按GB/T11297.1—2002执行。 5.2.4 消光比 5.2.4.1 方法原理 当晶体出现应力双折射时,入射光的偏振态会产生变化,通过测量这种变化,即可计算出晶体器件 的消光比Ex,见图3。 4GB/T29421—2012 说明: A———激光器; B———扩束器; C———可调光栏; D———起偏器; E———待测单晶元件; F———探测器。 图3 消光比测试原理图 5.2.4.2 系统要求 激光器的波长为632.8nm。激光光源功率波动应小于或等于1.0%。通过调整光栏,使光束直径 为待测单晶元件有效通光孔径的90%。系统消光比应大于或等于45dB。 5.2.4.3 测试步骤 按系统要求调试好仪器,将起偏器与检偏器正交放置;将待测晶体放置于检偏器与起偏器之间,转 动待测晶体到出光功率最小位置,记录下最小出光功率P1;转动待测晶体到出光功率最大位置,记录下 最大出光功率P2。代入式(1)计算得到消光比。 Ex=10lgP2 Pæ èçö ø÷ 1…………………………(1) 式中: Ex———消光比,单位为分贝(dB); P1———最小出光功率,单位为瓦(W); P2———最大出光功率,单位为瓦(W)。 5.2.5 插入损耗 5.2.5.1 方法原理 光通过器件后的损耗,即光源通过器件后量测到的功率和未通过器件测量到的功率比值,见图4。 说明: A———光源; B———起偏器; C———待测单晶元件; D———探测器。 图4 插入损耗测试原理图 5GB/T29421—2012 5.2.5.2 测试步骤 采用稳定光源,恒定功率100mW,调节起偏器至探测器功率最大,固定好起偏器位置,记录下功率 值Pi;放入待测单晶元件,调整光路至探测器功率最大,记录下功率值Po,代入式(2)计算得到插入 损耗。 IL=10lgPi Pæ èçö ø÷ o…………………………(2) 式中: IL———插入损耗,单位为分贝(dB); Pi———最大输出功率,单位为瓦(W); Po———最小输出功率,单位为瓦(W)。 5.2.6 偏振相关损耗 5.2.6.1 方法原理 偏振相关损耗即为器件在所有的偏振态下最大与最小插入损耗的比率,见图4。 5.2.6.2 测试步骤 采用稳定光源,恒定功率100mW,按照图4装置,转动起偏器,调整到功率最小位置,记录下Pmin 值;转动起偏器,调整到最大功率最大位置,记录下Pmax;代入式(3)计算得到偏振损耗。 PDL=10lgPmax Pæ èçö ø÷ min…………………………(3) 式中: PDL———插入损耗,单位为分贝(dB); Pmax———最大输出功率,单位为瓦(W); Pmin———最小输出功率,单位为瓦(W)。 5.3 加工质量 5.3.1 尺寸公差 尺寸公差的测试方法按GB/T22453—2008执行。 5.3.2 角度偏差 角度偏差的测试方法按GB/T22453—2008执行。 5.3.3 不平行度 不平行度的测试方法按GB/T22453—2008执行。 5.3.4 不垂直度 不垂直度的测试方法按GB/T22453—2008执行。 5.3.5 楔角公差 利用光学测角比较仪直接测量。 6GB/T29421