[发明专利]一种用于克服热透镜效应的波前控制方法

说明书

本发明涉及一种用于克服热透镜效应的波前控制方法，属于自适应光学技术领域，当光学系统中激光增益介质处于未工作状态时，变形镜与波前传感器建立严格的像传递关系，记录液体透镜的初始焦距；当激光增益介质处于工作状态时，光学系统的光路中存在热透镜像差，本发明先通过精确调节液体透镜的焦距，重新建立光学系统中变形镜和波前传感器之间的像传递关系，再根据液体透镜焦距变化量，开环控制变形镜补偿热透镜像差，进而重新建立整个光学系统的像传递关系，最终达到克服热透镜效应对光学系统像传递关系影响的目的。

技术领域

本发明属于自适应光学技术领域，具体地说涉及一种用于克服热透镜效应的波前控制方法。

背景技术

热透镜效应严重影响激光光束质量、破坏光路系统的像传递关系，造成激光系统无法正常工作，为了克服热透镜效应的影响，自适应光学技术被广泛应用(一、Developmentof a variable focal length concave mirror for on-shot thermal lens correctionin rod amplifiers,《OPTICS EXPRESS》,Vol.14,2006,10957-10969.二、Thermal lenscompensation by convex deformation of a flat mirror with variable annularforce,《Applied Physics B》,Vol.82,2006,275–281.)。自适应光学系统是一种实时探测和校正随机光学波前像差的系统，它主要由波前传感器(哈特曼波前传感器或者曲率传感器等)、波前校正器(倾斜镜、变形镜等)和波前控制器等部分组成。由波前传感器实时探测波前畸变信息，并由波前控制器将波前传感器探测得到的信号经过控制算法转化为波前校正器各个驱动器的电压控制信号，电压控制信号驱动波前校正器改变镜面面形，从而实现波前畸变的实时校正。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种用于克服热透镜效应的波前控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于克服热透镜效应的波前控制方法，包括以下步骤：

S1：调整光学系统中各光学元件的位置，保证入射光束经变形镜反射后依次传输至可变焦距的液体透镜、波前传感器；

S2：当光学系统中激光增益介质处于未工作状态时，变形镜与波前传感器建立严格的像传递关系，记录液体透镜的初始焦距；

S3：当激光增益介质处于工作状态时，光学系统的光路中存在热透镜像差，调节液体透镜的焦距直至变形镜与波前传感器重新建立严格的像传递关系，记录液体透镜的调节焦距；

S4：对比初始焦距和调节焦距得到热透镜效应对应的离焦量，将液体透镜的焦距调节至初始焦距，根据离焦量开环控制变形镜补偿热透镜像差。

进一步，所述光学系统包括分光镜、激光增益介质、反光镜、波前传感器、变形镜和控制器，所述分光镜倾斜设置，且分光镜、激光增益介质与变形镜同光轴设置，入射光束经分光镜后依次透射至激光增益介质、变形镜，经变形镜反射回的入射光束经分光镜后分为取样光束和出射光束，所述反光镜、液体透镜和波前传感器同光轴设置，且反光镜与分光镜对应设置，取样光束依次入射至反光镜、液体透镜和波前传感器，所述控制器分别与波前传感器、变形镜电连接。

进一步，所述分光镜、反光镜与水平面的夹角均为45°。

进一步，所述反光镜和液体透镜之间还设有第一透镜，所述第一透镜与液体透镜组成缩束组件，且第一透镜的光轴与波前传感器的光轴重合。

进一步，所述反光镜上镀有增反膜，所述第一透镜和液体透镜上均镀有增透膜。