[发明专利]光学元件强激光损伤特性的无损检测与评价方法

权利要求书

1.一种光学元件强激光损伤特性的无损检测与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过无损检测的方式获得光学元件无损检测参数数据，并将光学元件无损检测参数数据可视化：

按照与光学元件通光方向垂直的截面对所述的光学元件无损检测参数数据进行坐标系转换，并以每一类分布数据以数据集中最大值进行归一化，形成该光学元件无损检测参数数据的可视化数字矩阵；

步骤2：通过激光参数测量获得激光参数数据，并将激光参数数据可视化：

以激光辐照在光学元件表面区域在光学元件通光方向垂直截面上的投影对所述的激光参数数据进行坐标系转换，并以每一类分布数据以数据集中最大值进行归一化，形成激光参数检测数据的可视化数字矩阵；

步骤3：通过离线损伤测试获得光学元件损伤检测参数数据，并将光学元件损伤检测参数数据可视化：

将光学元件对应的损伤区域标记为1，未发生损伤区域标记为0；

按照与光学元件通光方向垂直的截面对所述的损伤检测数据进行坐标系转换，形成光学元件损伤检测参数数据的可视化数字矩阵；

步骤4：将步骤1所获的光学元件无损检测参数数据的可视化数字矩阵与步骤2获得的激光参数检测数据的可视化数字矩阵进行处理，获得多维多参数无损检测的数据矩阵；

步骤5：将步骤4所获的多参数无损检测数据矩阵作为输入量，将步骤3所获得的光学元件损伤检测参数数据作为待拟合量或标签值，代入神经网络中进行训练，获得无损检测数据与损伤检测数据之间的关系模型LIDRM；

步骤6：将未经损伤测试的光学元件无损检测参数数据及激光参数数据按照步骤1～步骤2进行处理，作为训练获得最佳LIDRM模型的输入量，经LIDRM计算，获得该光学元件在该激光参数作用下损伤特性的无损检测结果；

步骤7：在特定激光参数下，调节光学元件的空间位置，将最高损伤估计结果的区域作为工作区域，以实现该激光参数下光学元件的最佳使用；

步骤8：针对单一或多个无损检测参数对损伤特性的影响，在获得LIDRM模型后，将步骤6中其他无损检测参数矩阵置为全1的单位矩阵，并将需考虑的单一或多个无损检测参数矩阵代入模型，从而获得在单一或多个无损检测参数条件下光学元件损伤特性的无损检测结果。

2.如权利要求1所述的光学元件强激光损伤特性的无损检测与评价方法，其特征在于，所述步骤1按照与光学元件通光方向垂直的截面对所述的光学元件无损检测参数数据进行坐标系转换，并以每一类分布数据以数据集中最大值进行归一化，形成该光学元件无损检测参数数据的可视化数字矩阵，具体步骤如下：

设光学元件自身坐标系(x，y)下第i个无损参数分布为f⁽ⁱ⁾(x，y)，光束通光方向垂直截面坐标系(u，v)，则二者坐标系转换关系如下：

f⁽ⁱ⁾(u，v)＝t⁽ⁱ⁾·f⁽ⁱ⁾(x，y)+b⁽ⁱ⁾ (1)

式中，t⁽ⁱ⁾、b⁽ⁱ⁾分别为光学元件坐标系(x，y)与截面坐标系(u，v)之间旋转伸缩、平移矩阵；

设f⁽ⁱ⁾(u，v)矩阵最大值为f⁽ⁱ⁾_max(u，v)，归一化第i个无损参数分布f₁⁽ⁱ⁾(u，v)可视化矩阵如下：

f₁⁽ⁱ⁾(u，v)＝f⁽ⁱ⁾(u，v)/f⁽ⁱ⁾_max(u，v) (2)

3.如权利要求2所述的光学元件强激光损伤特性的无损检测与评价方法，其特征在于，当光学元件为平面光学元件且光学元件与激光传播方向垂直时，t⁽ⁱ⁾＝1，b⁽ⁱ⁾＝0。

4.如权利要求1或2所述的光学元件强激光损伤特性的无损检测与评价方法，其特征在于，所述的光学元件无损检测参数数据包括：光学元件表面/亚表面缺陷分布、表面形貌高度分布、吸收分布、受激荧光分布、应力分布、粗糙度分布、透反率分布、折射率分布和表面曲率分布。