[實用新型]一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準系統

有效

• 申請號: 201520574884.1
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN204924616U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 周文超;黃德權;胡曉陽;田小強;彭勇;云宇;解平;蔣志雄
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本實用新型屬于激光束光束質量測量校準技術領域，具體涉及一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準系統與校準方法，適用于CCD遠場法光束質量β因子測量系統的校準。

背景技術

光束質量是評價激光束性能的主要技術指標之一。光束質量評價參數有多種，其中β因子是普遍采用的一種評價參數，在激光器研制或應用領域，通常采用CCD遠場法對激光器輸出光束質量β因子進行準確測量，它具有測量方法簡單、并且可實時獲得遠場光斑空間光強分布的優點。目前，國內外還沒有光束質量β因子測量的標準儀器產品，主要由自研完成，影響CCD遠場法光束質量β因子測量結果準確性的因素較多，包括CCD探測器性能參數(像元尺寸、靶面尺寸、線性動態范圍、面響應均勻性等)、聚焦光學系統面形誤差以及計算軟件處理算法等，測量模型明顯呈非線性，各因素之間相互影響關系也比較復雜，難以采用不確定度傳遞律進行評定；同時，國內外目前尚缺乏光束質量β因子測量的計量校準能力，也沒有提出相應的校準方法。現有研究工作主要集中在激光光束質量評價參數和測量方法上，如《高能非穩腔激光器光束質量評價的探討》(劉澤金，中國激光，1998年，第25卷第3期：193～196頁)介紹了光束質量β因子及其測量方法；對于CCD探測器器件性能、光學系統面形誤差的影響也有一些研究，如《光學器件面形誤差對光束質量的影響》(萬敏，光學學報，2002年，第22卷第4期：495～500頁)、《CCD光電響應非線性特性對激光遠場焦斑測量及光束質量計算的影響》(賀元興，中國激光，2012年，第39卷第4期：0408001)等，這些研究為光束質量β因子測量系統設計開發提供了指導依據，但無法滿足光束質量β因子測量系統高精度計量校準的需求。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決現有技術中缺乏CCD遠場法光束質量β因子測量系統校準能力的問題，本實用新型提供一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準系統，本實用新型的另一個目的是提供一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準方法。

為實現上述目的本實用新型采用如下技術方案：

一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準系統，包括前期校準系統和后期校準系統，

所述前期校準系統中平行光源的光經過可變像質裝置進入激光干涉儀；

所述后期校準系統中平行光源的光經過可變像質裝置進入被校準光束質量β因子測量系統。

在上述技術方案中，所述的可變像質裝置包括組合透射像差板、圓環遮攔和固定支座；所述組合透射像差板與圓環遮攔設置在固定支座上，圓環遮攔設置在組合透射像差板與平行光源之間。

在上述技術方案中，所述的組合透射像差板包括若干塊透射像差板，組合透射像差板波前畸變對應的光束質量在被校光束質量β因子測量系統校準范圍內。

在上述技術方案中，所述的透射像差板包括像差鏡、鏡框；其中像差鏡設置在鏡框中。

在上述技術方案中，像差鏡的有效口徑不小于被校光束質量β因子測量系統使用口徑，0°角透射使用；鏡框的有效口徑與像差鏡相同，并具有角度旋轉調節機構。

在上述技術方案中，所述的圓環遮攔的外環與內環同心，根據被校光束質量β因子測量系統中心遮攔尺寸的改變對圓環遮攔的外環與內環進行尺寸改變。

在上述技術方案中，所述固定支座具有俯仰角、方位角精密調節功能。

在上述技術方案中，所述的平行光源工作波長與被校光束質量β因子測量系統工作波長相同，輸出光束口徑不小于被校光束質量β因子測量系統使用口徑，輸出光束波前畸變PV值小于λ/5。

本實用新型還提供一種用于CCD遠場法光束質量β因子測量的校準系統的校準方法，包括以下步驟：

(a)將可變像質裝置設置在激光干涉儀出口位置，調節圓環遮攔外圓直徑、內圓直徑，使圓環遮攔通光口徑與被校光束質量β因子測量系統使用口徑相同；

(b)啟動激光干涉儀，使出射光束以0°角入射到可變像質裝置上，并保證出射光束的中心軸與可變像質裝置中心軸重合，再由標準平面鏡反射，將光束原路返回至激光干涉儀，激光干涉儀需經法定計量單位校準；

(c)根據被校光束質量β因子測量系統所需校準范圍，調整可變像質裝置組合透射像差板的組合方式或旋轉像差鏡的角度，確保可變像質裝置的波前誤差對應的光束質量β因子分布在被校光束質量β因子測量系統的校準范圍內；