[发明专利]一种提高波前测量和校正精度的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种提高波前测量和校正精度的装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：变形镜未施加校正电压，待校正的入射激光束经分光镜透射至变形镜表面，经变形镜反射回的入射激光束经分光镜后分为取样光束；

S2：调节液体透镜的焦距，以改变缩束系统对取样光束的缩束比，取样光束经缩束系统入射至波前传感器进行波前测量，得到波前畸变，测量结果反馈至控制器并转换为波前校正信号，得到波前校正电压；

S3：在与步骤S2相同的缩束比前提下，变形镜施加波前校正电压，变形镜对入射激光束进行波前校正，校正后的入射激光束传输至分光镜，其中，一部分入射激光束反射至波前传感器，另一部分入射激光束透射过分光镜并输出；

S4：在入射激光束相同的条件下，重复S2-S3，缩束系统呈现不同的缩束比，得到若干组波前畸变和波前校正电压；

S5：将步骤S4中若干组波前畸变和波前校正电压分别取平均值，得到入射激光束的精准波前畸变和精准波前校正电压；

S6：将精准波前校正电压施加于变形镜上进行波前校正，即可；

其中，所述提高波前测量和校正精度的装置包括波前传感器、变形镜和控制器，且波前传感器、变形镜和控制器组成闭环系统，还包括缩束系统、分光镜和反射镜，所述分光镜倾斜设置，且分光镜与变形镜同光轴设置，待校正的入射激光束经分光镜后透射至变形镜，经变形镜反射回的入射激光束经分光镜后分为取样光束和输出光束，所述反射镜、缩束系统和波前传感器同光轴设置，且反射镜与分光镜对应设置，取样光束依次入射至反射镜、缩束系统和波前传感器，所述缩束系统对取样光束的缩束比可调，沿着取样光束的传输方向，所述缩束系统依次包括透镜和可变焦距的液体透镜；

所述液体透镜与第一驱动器电连接，改变第一驱动器的控制电压以调节液体透镜的焦距，所述变形镜与第二驱动器电连接，改变第二驱动器的控制电压以调节变形镜的面形，所述波前传感器为哈特曼波前传感器，所述控制器分别与波前传感器、变形镜电连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高波前测量和校正精度的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S1中，入射激光束的光场E(x,y)exp[jφ(x,y)],(x,y)∈S₀，其中，x和y分别表示二维空间两个方向，E(x,y)表示入射激光束的振幅，φ(x,y)表示入射激光束的波前，S₀表示光场区域，j表示虚数，且j²＝-1。

3.根据权利要求2所述的一种提高波前测量和校正精度的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S2中，波前传感器的子孔径阵列对取样光束进行分割，得到子孔径阵列对应的焦斑阵列，计算得到波前畸变，波前传感器测量的光束光场为E(x,y)exp[jφ(x,y)],m₁a₀≤Q₀x≤n₁a₀,m₂b₀≤Q₀y≤n₂b₀，其中，Q₀表示缩束系统的缩束比，a₀和b₀分别表示单个子孔径的长度和宽度，m₁和n₁分别表述取样光束长度方向对应的子孔径序列数，m₂和n₂分别表示取样光束宽度方向对应的子孔径序列数。

4.根据权利要求3所述的一种提高波前测量和校正精度的装置的使用方法，其特征在于，所述步骤S4中，对缩束系统的缩束比进行调节，使得波前传感器对若干组不同口径的取样光束分别进行波前测量，波前传感器测量的光束光场为E_i(x,y)exp[jφ_i(x,y)],m_ia₀≤Q_ix≤n_ia₀,m_jb₀≤Q_iy≤n_jb₀，其中，i表示第i组测量结果，Q_i表示第i组中缩束系统的缩束比，m_i和n_i分别表示取样光束长度方向对应的子孔径序列数，m_j和n_j分别表示取样光束宽度方向对应的子孔径序列数，φ_i(x,y)表示第i组入射激光束的波前，E_i(x,y)表示第i组入射激光束的振幅。