[发明专利]强激光系统光学制造误差与光束质量关系的定量分析方法

摘要

本发明公开了一种强激光系统光学制造误差与光束质量关系的定量分析方法：1)采用光学检测装置获得被测光学元件的制造误差数据；2)根据光学元件的制造误差数据，计算其误差梯度分布；3)计算误差梯度对光束相位调制的传递函数；4)根据光学系统的结构参数，计算光学系统对激光束的传输影响；5)由光学元件制造误差与光束质量之间的定量关系模型，计算目标表面上的光束质量指标；6)根据强激光系统对光束质量的要求，判断光学元件的合格性，为指导修正加工提供数据分析结果。它对于提高强激光系统的工作性能，合理设计、控制确定性加工条件下光学元件的制造误差具有重要意义。

主权项

1、一种强激光系统光学制造误差与光束质量关系的定量分析方法，其特征在于通过以下步骤完成：1)采用光学检测装置获得被测光学元件的制造误差数据；2)根据光学元件的制造误差数据，计算其误差梯度分布；3)根据光学元件制造误差对激光束进行相位调制的特点，由公式Hs(u,v)=exp[-k2σΔ2(u2+v2)]]]>计算误差梯度对光束相位调制的传递函数，式中，k＝2π/λ为波数，λ为激光波长，σ_Δ为光学元件制造误差梯度的均方根值，(u，v)为光学元件的空间坐标；4)根据光学系统的结构参数，由公式：H0(u,v)=T(u,v)·πA02ω022·exp[-L12(u2+v2)8L0ω02L22]]]>计算光学系统对激光束的传输影响，式中，T(u，v)为传输因子，A₀、ω₀分别为入射高斯光束的幅值和束腰宽度，L₁、L₂为传输距离，L₀＝k²ω₀⁴+4L₁²、L₁₂＝4L₀L₂²+8L₀L₁L₂+L₀²；对于不同的光学系统，相应的传输因子T(u，v)不同；5)由光学元件制造误差与光束质量之间的定量关系模型：PIB(r)=∫0rρ·I(ρ)·dρ∫0+∞ρ·I(ρ)·dρ]]>计算目标表面上的光束质量指标，所述定量关系模型根据激光束在光学元件表面上的光强分布：令ρ²＝x²+y²后得到；6)根据强激光系统对光束质量的要求，判断光学元件的合格性，为指导修正加工提供数据分析结果。