[发明专利]一种单光束动态聚焦方法

权利要求书

1.一种单光束动态聚焦方法，其特征在于：由激光源发射激光脉冲，所述激光脉冲经过全息光栅聚焦到靶丸，所述激光脉冲的波长呈增大趋势变化，且所述波长的变化范围与靶丸压缩变化过程中焦斑尺寸变化匹配；

所述激光源与全息光栅设置为同光轴结构，所述激光脉冲的波长为λ，所述λ由λ₁增大到λ₂，且0.5nm≤λ₂-λ₁≤1.5nm，所述激光源处设置位相调制器，所述靶丸的压缩变化时间为n，则所述位相调制器对波长的调制频率为

所述全息光栅的制作过程包括以下步骤：

(1)选用熔石英作为基底，在基底上均匀涂上光刻胶；

(2)采用波长均为λ₀的平行光和点光源在光刻胶表面干涉，且λ₀为所述激光脉冲的中心波长，经过显影刻蚀操作，完成全息光栅的记录过程，且λ₁≤λ₀≤λ₂，所述点光源设置为离轴结构，其离轴角度θ为10-20°；

(3)将波长为λ的激光脉冲从全息光栅的背面入射，当λ＝λ₀时，在所述点光源位置出现与其相同的像点，当λ≠λ₀时，所述激光脉冲在不同的焦距处聚焦成像点，且其中，f₀为所述点光源与全息光栅中心的距离，其与激光脉冲的光束口径、光束空间排布匹配，f为激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离，当λ＝λ₁时，波长为λ₁的激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离为f₁，则当λ＝λ₂时，波长为λ₂的激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离为f₂，则则激光脉冲的波长从λ₁增大到λ₂产生的相对变焦量Δf为：

Δf=λ0×f0λ1-λ0×f0λ2=(1λ1-1λ2)×λ0×f0;]]>

所述波长为λ的激光脉冲在靶丸形成的焦斑尺寸为d，其在焦点形成的焦斑尺寸为d′，所述d与d′的关系表达式为：且则简化得：

根据靶丸压缩变化过程中对焦斑尺寸的变化要求，求得λ，其中，D为全息光栅的有效通光口径。

2.根据权利要求1所述的一种单光束动态聚焦方法，其特征在于：所述激光脉冲的波长从λ₁增大到λ₂产生的理论最大波前变化为ΔL，则

3.根据权利要求2所述的一种单光束动态聚焦方法，其特征在于：沿着激光脉冲的传输方向，所述全息光栅的一侧设置有波前探测器，所述波前探测器与全息光栅中心的距离为S，且S＝f₂，所述波前探测器对焦斑的实际波前变化进行测量。

4.根据权利要求3所述的一种单光束动态聚焦方法，其特征在于：所述实际波前变化的最大值为L，将L与ΔL进行对比，若ΔL-0.02μm≤L≤ΔL+0.02μm，说明焦斑的实际波前变化与理论波前变化一致，靶丸处焦斑实现动态聚焦，并且所述焦斑的动态聚焦过程与靶丸压缩变化过程匹配。