[发明专利]一种晶体最佳匹配角自动测量系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术、计算机技术、自动控制技术领域，尤其涉及一种晶体最佳匹配角自动测量系统和方法。

背景技术

在固体高功率激光系统中，需对KDP晶体进行高精密装校。但在装校前需通过高功率密度下不同空间位置晶体最佳匹配角的精密测试，以及不同位置三倍频效率绝对值的测定，以便于降低装校难度和提高装校速度。

该装置实现针对KDP晶体最佳匹配角的自动化测量，其主要功能是实现激光的准直控制，测量数据的自动采集、存储与分析，集成调试准直、测量系统和高精度的测试要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种晶体最佳匹配角自动测量系统和方法。

本发明采用以下技术方案：

一种晶体最佳匹配角自动测量系统，包括，光路子系统和、运动控制子系统和数据处理子系统；光路子系统包括，脉冲激光器，分光镜A，分光镜B，反射镜A，潜望镜A，潜望镜B，反射镜B，分光镜C，光路子系统原理为：在脉冲激光器发出激光后，由分光镜A将入射光束分为两束：一束入射到功率计A上；另一束光经过分光镜B和反射镜A后入射到潜望镜A，光束经过被测晶体后入射到潜望镜B上，经过潜望镜B反射后入射到放置在被测晶体后的功率计B上，潜望镜A和B由运动控制子系统驱动实现同步二维扫描运动，运动控制子系统同时还用于控制被测晶体的旋转、潜望镜A和B中的反射镜的微角度驱动；所述数据处理子系统主要用于监测功率计A和B的功率计量读数、对通过CCD获取的激光光斑图像进行质量分析、对激光自准直仪A和晶体自准直仪B的准直数据进行采集。

所述的晶体最佳匹配角自动测量方法，包括以下步骤：(1)测量准备：搭建光路，并检测运动平台的运动控制、晶体调整架运行、CCD图像采集、自准直仪和功率计是否运行正常，若异常，需调试或维修以达到正常水平；并将被测晶体上架，并调整到测试位置；设置参数；

(2)光路准直：通过采集晶体自准直仪B的数据，由运动控制子系统驱动被测晶体调整位置，以确保被测晶体和大口径标准晶体的姿态一致；通过采集激光自准直仪A的数据，微驱动潜望镜A和B中的反射镜，以达到入射激光垂直于晶体表面；

(3)晶体全自动多点扫描测量：对每个测量点采集5对有效数据，按预设置的处理规则计算该点的最佳匹配角；

(4)计算被测晶体m×n点阵最佳匹配角的统计平均值

本发明主要解决2个问题：

(1)晶体最佳匹配角确定：根据不同位置晶体最佳匹配角的m×n点阵排布的测试结果，计算出高功率密度下晶体最佳匹配角的全口径统计平均值；

(2)晶体倍频效率分级判断：以晶体最佳匹配角的全口径统计平均值为基础，计算不同位置晶体最佳匹配角与平均值的差异，以及不同位置倍频效率绝对值的空间点阵排布，和不同位置最佳匹配角所对应的光束质量，采用BP神经网络算法给出晶体的倍频效率级别，最后根据倍频效率级别来判断晶体能否使用。

附图说明

图1本发明晶体最佳匹配角测量装置的光路及控制、数据采集示意图；

图2本发明全口径扫描方式说明：虚线为返回路线，实线为检测路线。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

如图1所示，系统包括，光路子系统和、运动控制子系统和数据处理子系统；光路子系统包括，脉冲激光器，分光镜A，分光镜B，反射镜A，潜望镜A，潜望镜B，反射镜B，分光镜C，光路子系统原理为：在脉冲激光器发出激光后，由分光镜A将入射光束分为两束：一束入射到功率计A上；另一束光经过分光镜B和反射镜A后入射到潜望镜A，光束经过被测晶体后入射到潜望镜B上，经过潜望镜B反射后入射到放置在被测晶体后的功率计B上，潜望镜A和B由运动控制子系统驱动实现同步二维扫描运动，运动控制子系统同时还用于控制被测晶体的旋转、潜望镜组中的反射镜的微角度驱动；所述数据处理子系统主要用于监测功率计A和B的功率计量读数、对通过CCD获取的激光光斑图像进行质量分析、对激光自准直仪A和晶体子准直仪B的准直数据进行采集，完成被测晶体上各个测量点在不同匹配角状态时的能量变化值的测量，晶体自准直仪的数据采集与处理功能就是保证对每个测量点进行测试时晶体所在姿态是一致的(通过大口径标准晶体为参考来实现)。

潜望镜A和B的二维扫描运动控制主要完成被测晶体从左到右、从上到下测量顺序的m×n点阵分布的全口径测量功能，潜望镜组中的反射镜的微角度驱动控制功能主要确保入射激光垂直于被测晶体表面。

数据处理子系统的数据处理规则：

(1)对功率计A和功率计B的数据处理规则