[發明專利]一種用于克服熱透鏡效應的波前控制方法

有效

• 申請號: 201910097628.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109683306B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 薛嶠;代萬俊;張曉璐;曾發;宗兆玉;龍蛟;田曉琳;梁樾;李森;趙軍普;張君;廉博;鄧武;張崑
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B27/00
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本發明涉及一種用于克服熱透鏡效應的波前控制方法，屬于自適應光學技術領域，當光學系統中激光增益介質處于未工作狀態時，變形鏡與波前傳感器建立嚴格的像傳遞關系，記錄液體透鏡的初始焦距；當激光增益介質處于工作狀態時，光學系統的光路中存在熱透鏡像差，本發明先通過精確調節液體透鏡的焦距，重新建立光學系統中變形鏡和波前傳感器之間的像傳遞關系，再根據液體透鏡焦距變化量，開環控制變形鏡補償熱透鏡像差，進而重新建立整個光學系統的像傳遞關系，最終達到克服熱透鏡效應對光學系統像傳遞關系影響的目的。

技術領域

本發明屬于自適應光學技術領域，具體地說涉及一種用于克服熱透鏡效應的波前控制方法。

背景技術

熱透鏡效應嚴重影響激光光束質量、破壞光路系統的像傳遞關系，造成激光系統無法正常工作，為了克服熱透鏡效應的影響，自適應光學技術被廣泛應用(一、Developmentof a variable focal length concave mirror for on-shot thermal lens correctionin rod amplifiers,《OPTICS EXPRESS》,Vol.14,2006,10957-10969.二、Thermal lenscompensation by convex deformation of a flat mirror with variable annularforce,《Applied Physics B》,Vol.82,2006,275–281.)。自適應光學系統是一種實時探測和校正隨機光學波前像差的系統，它主要由波前傳感器(哈特曼波前傳感器或者曲率傳感器等)、波前校正器(傾斜鏡、變形鏡等)和波前控制器等部分組成。由波前傳感器實時探測波前畸變信息，并由波前控制器將波前傳感器探測得到的信號經過控制算法轉化為波前校正器各個驅動器的電壓控制信號，電壓控制信號驅動波前校正器改變鏡面面形，從而實現波前畸變的實時校正。

發明內容

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種用于克服熱透鏡效應的波前控制方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于克服熱透鏡效應的波前控制方法，包括以下步驟：

S1：調整光學系統中各光學元件的位置，保證入射光束經變形鏡反射后依次傳輸至可變焦距的液體透鏡、波前傳感器；

S2：當光學系統中激光增益介質處于未工作狀態時，變形鏡與波前傳感器建立嚴格的像傳遞關系，記錄液體透鏡的初始焦距；

S3：當激光增益介質處于工作狀態時，光學系統的光路中存在熱透鏡像差，調節液體透鏡的焦距直至變形鏡與波前傳感器重新建立嚴格的像傳遞關系，記錄液體透鏡的調節焦距；

S4：對比初始焦距和調節焦距得到熱透鏡效應對應的離焦量，將液體透鏡的焦距調節至初始焦距，根據離焦量開環控制變形鏡補償熱透鏡像差。

進一步，所述光學系統包括分光鏡、激光增益介質、反光鏡、波前傳感器、變形鏡和控制器，所述分光鏡傾斜設置，且分光鏡、激光增益介質與變形鏡同光軸設置，入射光束經分光鏡后依次透射至激光增益介質、變形鏡，經變形鏡反射回的入射光束經分光鏡后分為取樣光束和出射光束，所述反光鏡、液體透鏡和波前傳感器同光軸設置，且反光鏡與分光鏡對應設置，取樣光束依次入射至反光鏡、液體透鏡和波前傳感器，所述控制器分別與波前傳感器、變形鏡電連接。

進一步，所述分光鏡、反光鏡與水平面的夾角均為45°。

進一步，所述反光鏡和液體透鏡之間還設有第一透鏡，所述第一透鏡與液體透鏡組成縮束組件，且第一透鏡的光軸與波前傳感器的光軸重合。

進一步，所述反光鏡上鍍有增反膜，所述第一透鏡和液體透鏡上均鍍有增透膜。