[发明专利]一种激光器畸变波前校正方法和装置

说明书

本发明公开了一种激光器畸变波前校正方法和装置，其中，该方法包括：测量入射激光在预设位置的畸变波前分布；根据预设激光入射角度和所述畸变波前分布计算与所述畸变波前分布共轭的面型分布；根据所述面型分布加工自由曲面镜；将所述自由曲面镜置于所述预设位置。由于采用了上述技术方案，本发明激光经过自由曲面镜反射后，畸变波前可以得到校正，即实现对激光波前畸变的补偿。

技术领域

本发明属于激光光束校正技术领域，特别是一种激光器畸变波前校正方法和装置。

背景技术

高功率板条固体激光器研制中，除了需要提升功率/能量的技术方案，还必须研究光束控制与提高光束质量的问题，具有高功率高光束质量的激光才能满足实际应用的需要。在实际工作中，高功率激光系统输出的激光都有振幅调制和相位畸变，理论和实验研究都证明，对于远场光束质量来说，相位畸变是主要影响因素。激光束通过具有一定温度分布的激光增益介质或非理想的光学系统后，其波前会发生畸变，这种波前畸变通常会随着激光输出功率的增加而变得更加严重。

液晶光调制器可以用于校正激光畸变波前，液晶光调制器是以电写入液晶空间光调制器为核心，结合滤波、CCD采集、监视器及计算机组成的实时、可调控的激光光束空间整形系统。它由两偏振片夹一液晶显示层构成,通过液晶分子的旋光偏振性和双折射性来实现对入射光束的波面振幅和相位的调制，即其光学调制特性主要是旋光偏振性和双折射性。通过设置不同的偏振片的相对偏振方位，改变加在液晶像素上的电压，可获得相应液晶空间光调制器的调制模式与调制特性曲线。现在最通用的电寻址液晶空间光调制器是薄膜晶体管透射阵列式液晶电视，这种电寻址液晶空间光调制器能方便地与计算机接口，在设定的光学调制模式下，实现相应的单元像素的振幅或相位的调制。其优点是实时可控的校正波前，缺点是激光损伤阈值较低，仅适用于高功率激光系统前级，但由于高功率激光系统波前畸变主要产生于放大级，如果采用预控制技术的话有会遇到孔径限制等难题，所以液晶空间光调制器目前也较少用于高功率激光系统中。

发明内容

本发明实施例提供一种激光器畸变波前校正方法和装置，用以解决现有技术中存在的激光束通过光学系统后，其波前会发生畸变的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种激光器畸变波前校正方法，包括：

测量入射激光在预设位置的畸变波前分布；

根据预设激光入射角度和所述畸变波前分布计算与所述畸变波前分布共轭的面型分布；

根据所述面型分布加工自由曲面镜；

将所述自由曲面镜置于所述预设位置。

可选的，将所述自由曲面镜置于所述预设位置之前，还包括：

测量所述入射激光在所述预设位置的光斑尺寸；

根据所述预设激光入射角度和所述光斑尺寸计算加工尺寸；

根据所述加工尺寸加工所述自由曲面镜。

可选的，所述测量入射激光在预设位置的畸变波前分布之前，还包括：

对所述入射激光的光斑进行缩束，使所述光斑尺寸不超过畸变波前分布测量设备的CCD面阵尺寸。

可选的，计算与所述畸变波前分布共轭的面型分布之后，还包括：

去除所述面型分布的突变点。

可选的，去除所述面型分布的突变点之后，还包括：

补全所述面型分布的空位数据。

可选的，畸变波前分布A与面型分布B的关系是：B＝A/(2*cosα)，其中，α是预设激光入射角度。

可选的，所述光斑尺寸a与所述加工尺寸b的关系是：b＝a/cosα，其中，α是预设激光入射角度。