[发明专利]一种基于滤波小孔调制的波前校正装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于滤波小孔调制的波前校正装置及方法，具体包括波前校正器、聚焦光路、滤波小孔、成像系统、传感器和波前控制器。该装置仅利用主激光加一台传感器即可实现全系统的波前校正；本发明通过利用主激光远场加滤波小孔产生一理想点光源，该方法无需额外设置标准光源，即可实现焦点之后成像系统的系统误差标定，从而实现全链路的波前像差的精确测量和闭环校正，减少了误差来源；通过对滤波小孔施加一随机调制频率，克服了因主激光抖动带来的波前传感器无法采集均匀近场信息的问题；且该装置光路简单，体积小，调试便捷，可快速收敛得到符合要求的远场焦斑分布。

技术领域

本发明涉及光学系统的像差测量领域，特别是一种基于滤波小孔调制的波前校正装置及方法。

背景技术

在光学测量及自适应光学领域，特别是天文、激光自适应光学的波前测量和校正方面，如何完成测量系统像差的高精度标定、实现系统波前测量进而得到全系统高质量的校正效果是自适应光学研究的重要方向之一。

特别是随着超短脉冲激光技术的发展，追求更高峰值功率密度的焦斑已成为国内外研究的热点。在超短脉冲拍瓦激光装置中，为提高聚焦功率密度，各装置都采用了自适应光学系统来进一步提高压缩后的光束质量，精确控制焦斑的形态和位置。

发明内容

本发明的目的是为了弥补先前技术上的不足，提供一种基于滤波小孔调制的波前校正装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于滤波小孔调制的波前校正装置，该装置包括波前校正器、聚焦光路、滤波小孔、成像系统、传感器和波前控制器；所述波前校正器位于聚焦光路之前；所述滤波小孔位于聚焦光路与成像系统之间；所述传感器位于成像系统之后。所述波前控制器分别与所述传感器和所述波前校正器相连。

携带前级光路信息的波前依次经所述的波前校正器和聚焦光路传输后于滤波小孔处聚焦，经滤波小孔滤波后产生一理想点光源，再经成像系统缩束成像至传感器；所述的传感器采集此时的波前信息作为参考波前，并传输至波前控制器；移走滤波小孔再次采集主激光的波前，利用所述的波前控制器控制波前校正器的面形，对采集到的焦斑进行优化处理，实现全系统静态波前的校正。

作为优选的，所述聚焦光路与所述成像系统共焦面，且F数互相匹配；

作为优选的，所述聚焦光路的衍射极限为AD，所述滤波小孔的直径为d，且d＜1.2AD；

作为优选的，所述滤波小孔位于聚焦光路与成像系统焦面处；

作为优选的，所述传感器与所述波前校正器互为共轭面；

作为优选的，主体光路的抖动频率为v₁，小孔的调制频率为v₂，且v₁＜2v₂；

一种基于滤波小孔调制的波前校正方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，将滤波小孔置于所述的聚焦光路与成像系统焦面处；

步骤2，调节成像系统及传感器的位置，使传感器与波前校正器互为共轭面；

步骤3，对滤波小孔施加一个特定调制频率v₂，且v₁＜2v₂，其中，v₁为携带前级光路信息的波前的抖动频率；传感器采集此时的波前信息，记为w₀，并将其设置为参考波前；

步骤4，移走滤波小孔，再次采集波前信息，此时采集到的波前为全系统的静态波前畸变，记为w₁；