[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

说明书

本发明涉及一种提高波前测量和校正精度的装置及其使用方法，属于激光系统光束质量控制技术领域，所述装置包括波前传感器、变形镜、控制器、缩束系统、分光镜和反射镜，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，取样光束依次入射至反射镜、缩束系统和波前传感器，本发明通过改变缩束系统对取样光束的缩束比，调节入射到波前传感器上的取样光束口径，得到若干组不同口径取样光束的波前畸变，并分别利用变形镜进行波前校正得到若干组不同的波前校正电压，最后对波前畸变和波前校正电压取平均值，得到入射激光束的精准波前畸变和精准波前校正电压，校正结果精度高。

技术领域

本发明属于激光系统光束质量控制技术领域，具体地说涉及一种提高波前测量和校正精度的装置及其使用方法。

背景技术

波前畸变严重影响了激光光束质量，为了消除波前畸变，基于哈特曼波前传感器的波前测量和校正技术被广泛应用(Modeling and control of a deformable mirror,《Journal of Dynamic Systems,Measurement,and Control》,Vol.124,2002,297-302.)。传统的波前校正系统包含一套变形镜及高压驱动器、一套波前传感器，一套控制软件，波前畸变的测量和校正都是根据一次实验结果完成，波前测量和校正效果的高精度难以保证。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，发明人在原有波前校正系统内增设缩束系统，通过调节缩束系统改变光束的缩束比，从而精确改变入射到波前传感器上的取样光束口径，波前传感器测量若干组不同口径的取样光束相应得到若干组不同空间分布特性的波前畸变，然后利用变形镜对每组波前畸变分别进行波前校正得到若干组不同的波前校正电压，最后通过对波前畸变和波前校正电压数据进行平均，得到高精度的波前测量和校正结果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高波前测量和校正精度的装置的使用方法，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；