[發(fā)明專利]一種獲取激光晶體熱透鏡的焦距及球差的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810284412.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108288814A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董淵;金光勇;王啟晗;于永吉;陳薪羽
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/06;G02B27/00
• 代理公司: 北京智信四方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11519
• 代理人: 劉真

1.一種獲取激光晶體熱透鏡的焦距及球差的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1，確定波前信息與激光晶體熱透鏡焦距和球差之間的反演模型，其中，所述波前信息包括Zernike球差系數(shù)C_Zer和光束質(zhì)量因子M²；

步驟S2，確定或測量得到反演參數(shù)集，所述反演參數(shù)集包括：熱應(yīng)力系數(shù)ε(γ)、波數(shù)k、晶體的半徑r₀、波長λ、基模發(fā)散角θ₀、基膜束腰半徑w₀，以及波前信息；

步驟S3，基于所述反演參數(shù)集中的反演參數(shù)以及所述波前信息與激光晶體熱透鏡焦距和球差之間的反演模型，得到激光晶體熱透鏡焦距和球差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1進(jìn)一步包括以下步驟：

步驟S11，建立光束質(zhì)量因子M²與激光晶體熱透鏡的焦距和Zernike球差之間的關(guān)系模型；

步驟S12，確定基模束腰半徑w₀與激光晶體熱透鏡焦距f之間的關(guān)系模型w₀(f)；

步驟S13，考慮影響球差項的熱應(yīng)力系數(shù)ε(γ)，調(diào)整光束質(zhì)量因子M²與激光晶體熱透鏡的焦距和Zernike球差之間的關(guān)系模型；

步驟S14，確定波前信息Zernike球差系數(shù)C_Zer與激光晶體球差之間的反演模型；

步驟S15，確定波前信息光束質(zhì)量因子M²和Zernike球差系數(shù)C_Zer與激光晶體熱透鏡焦距之間的反演模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S11包括以下步驟：

步驟S111，建立賽德爾像差與賽德爾球差系數(shù)之間的關(guān)系模型；

步驟S112，建立賽德爾球差系數(shù)與Zernike球差系數(shù)之間的關(guān)系模型；

步驟S113，建立光束質(zhì)量因子M²與激光晶體熱透鏡焦距和Zernike球差之間的關(guān)系模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述光束質(zhì)量因子M²與激光晶體熱透鏡的焦距和Zernike球差之間的關(guān)系模型表示為：

其中，k為波數(shù)，λ表示波長，C_Zer表示Zernike球差系數(shù)，r₀表示晶體的半徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，基模束腰半徑w₀與激光晶體熱透鏡焦距f之間的關(guān)系模型w₀(f)表示為：

其中，λ表示波長，a、b用于表征光線入射參考面和出射參考面之間光學(xué)元件的近軸聚焦性質(zhì)，g₁和g₂表示諧振腔幾何參數(shù)因子。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，調(diào)整后的光束質(zhì)量因子M²與激光晶體熱透鏡的焦距和Zernike球差之間的關(guān)系模型表示為：

其中，k為波數(shù)，λ表示波長，ε(γ)表示熱應(yīng)力系數(shù)，C_Zer表示Zernike球差系數(shù)，r₀表示晶體的半徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述波前信息Zernike球差系數(shù)C_Zer與激光晶體球差之間的反演模型表示為：

其中，C_crystal表示激光晶體球差，δL_i表示光學(xué)系統(tǒng)中各個透鏡的球差值。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述波前信息光束質(zhì)量因子M²和Zernike球差系數(shù)C_Zer與激光晶體熱透鏡焦距之間的反演模型表示為：

其中，r₀表示晶體的半徑，k為波數(shù)，λ表示波長，ε(γ)表示熱應(yīng)力系數(shù)。