[发明专利]一种单光束动态聚焦方法

摘要

本发明涉及一种单光束动态聚焦方法，属于激光设备技术领域，包括由激光源发射激光脉冲，所述激光脉冲经过全息光栅聚焦到靶丸，所述激光脉冲的波长呈增大趋势变化，且所述波长的变化范围与靶丸压缩变化过程中焦斑尺寸变化匹配，本发明通过全息光栅对激光脉冲同时实现聚焦、色分离和动态聚焦的功能，所需光学元件少，实现功能多，与传统的组束动态聚焦方法相比，本发明产生不同尺寸焦斑的数量更多，焦斑的变化过程与靶丸压缩变化过程更加匹配，具有易于操作、可实现化程度高的特点，不存在短脉冲放大饱和降低激光系统输出能力的问题。

主权项

一种单光束动态聚焦方法，其特征在于：由激光源发射激光脉冲，所述激光脉冲经过全息光栅聚焦到靶丸，所述激光脉冲的波长呈增大趋势变化，且所述波长的变化范围与靶丸压缩变化过程中焦斑尺寸变化匹配；所述激光源与全息光栅设置为同光轴结构，所述激光脉冲的波长为λ，所述λ由λ1增大到λ2，且0.5nm≤λ2‑λ1≤1.5nm，所述激光源处设置位相调制器，所述靶丸的压缩变化时间为n，则所述位相调制器对波长的调制频率为所述全息光栅的制作过程包括以下步骤：(1)选用熔石英作为基底，在基底上均匀涂上光刻胶；(2)采用波长均为λ0的平行光和点光源在光刻胶表面干涉，且λ0为所述激光脉冲的中心波长，经过显影刻蚀操作，完成全息光栅的记录过程，且λ1≤λ0≤λ2，所述点光源设置为离轴结构，其离轴角度θ为10‑20°；(3)将波长为λ的激光脉冲从全息光栅的背面入射，当λ＝λ0时，在所述点光源位置出现与其相同的像点，当λ≠λ0时，所述激光脉冲在不同的焦距处聚焦成像点，且其中，f0为所述点光源与全息光栅中心的距离，其与激光脉冲的光束口径、光束空间排布匹配，f为激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离，当λ＝λ1时，波长为λ1的激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离为f1，则当λ＝λ2时，波长为λ2的激光脉冲的像点与全息光栅中心的距离为f2，则则激光脉冲的波长从λ1增大到λ2产生的相对变焦量Δf为：Δf=λ0×f0λ1-λ0×f0λ2=(1λ1-1λ2)×λ0×f0;]]>所述波长为λ的激光脉冲在靶丸形成的焦斑尺寸为d，其在焦点形成的焦斑尺寸为d′，所述d与d′的关系表达式为：且则简化得：根据靶丸压缩变化过程中对焦斑尺寸的变化要求，求得λ，其中，D为全息光栅的有效通光口径。