[发明专利]一种高能激光反射光学元件的在线测试方法及系统

说明书

本发明涉及高能激光光学传输与发射技术领域，具体涉及一种高能激光反射光学元件的在线测试方法及系统，该系统包括第一光束质量测试设备，其用于在高能激光经过反射光学元件反射前测试得到第一光束质量；还包括第二光束质量测试设备，其用于在高能激光经过反射光学元件反射后测试得到第二光束质量，并与第一光束质量对比以判断反射光学元件是否满足要求；还包括干涉仪，其用于朝向反射光学元件的反射面设置，并检测高能激光源打开前和打开后的面形数据以判断反射光学元件是否满足要求。能解决现有技术中离线测试数据不能表征高能激光加载下的面形，对系统优化不具备指导意义的问题。

技术领域

本发明涉及高能激光光学传输与发射技术领域，具体涉及一种高能激光反射光学元件的在线测试方法及系统。

背景技术

激光以其良好的光束特性而广泛应用于信息、加工、医疗、军事等领域，随着激光应用的深入，激光器输出功率不断得到提升，想要获得良好的光束质量输出，除要求输入源头光束质量要高，还需要高能激光传输路径上光学元件具有高面形精度和热稳定性。

反射光学元件是高能激光传输链路中应用较多的一类光学元件，其反射率高低直接关系到整个系统光学效率的优劣，为保证对高能激光的高反射率，反射光学元件都需要经过镀膜处理。镀制完成的光学膜层是抗高能激光损伤最薄弱的环节，尽管反射面具有高反射率，大部分能量被反射出去，但仍有一部分能量被光学元件吸收，若入射激光能量越高，则光学元件吸收的热量越多，大量的热积累可能损坏光学膜层，同时光学元件会产生热形变，面形精度下降，进而导致出射的高能激光光束质量劣化。

因此反射光学元件的加工与镀膜精度要求极高，完成加工、镀膜的反射光学元件需要经过高精度的面形测试，达到指标要求才能投入使用。反射光学元件的静态面形可以通过常规的离线检测手段得到，例如干涉测量、相位恢复测量和扫描测量等，面形检测精度可以达到很高。但是应用于高能激光传输的反射光学元件的热形变问题可使高能激光光束质量劣化，在基于离线测试手段获取反射光学元件静态面形数据的基础上，开展高能激光连续辐照下反射光学元件面形测试试验，同时测量高能激光经过反射光学元件前后的光束质量，可实现对反射光学元件的热形变性能的监测与改进。

通过调研国内外文献，目前已有多种类型的反射光学元件面形静态测试方法，但均为离线测试，离线测试数据不能表征高能激光加载下的面形，对系统优化不具备指导意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高能激光反射光学元件的在线测试方法及系统，能解决现有技术中离线测试数据不能表征高能激光加载下的面形，对系统优化不具备指导意义的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种高能激光反射光学元件的在线测试方法，包括以下步骤：

在打开高能激光源前，用干涉仪测试待测的反射光学元件的第一面形数据；

在打开高能激光源后，再次用干涉仪测试反射光学元件的第二面形数据，并在高能激光经过反射光学元件反射前用第一光束质量测试设备测试得到第一光束质量，在高能激光经过反射光学元件反射后用第二光束质量测试设备测试得到第二光束质量；

对比第一面形数据和第二面形数据是否大于第一设定数值，以及对比第一光束质量和第二光束质量的差值是否大于第二设定数值，以判断反射光学元件是否满足要求。

在上述技术方案的基础上，在高能激光源和反射光学元件之间设置取样楔镜，在高能激光经过反射光学元件反射前采用取样楔镜取样高能激光，并用第一光束质量测试设备测试得到第一光束质量。

另一方面，本发明提供一种高能激光反射光学元件的在线测试系统，第一光束质量测试设备，其用于在高能激光经过反射光学元件反射前测试得到第一光束质量；