[發明專利]一種紋影法焦斑動態范圍的標定裝置及方法

有效

• 申請號: 201910266590.5
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN110044475B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李紅光;段亞軒;袁索超;陳永權;王璞;李銘;達爭尚;董曉娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01M11/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種對“紋影法”焦斑動態范圍的標定方法，利用“紋影法”焦斑動態范圍的標定裝置，所述標定裝置包括激光光源(11)及沿激光光源(11)出射光路依次設置的準直物鏡(12)與一維正弦相位光柵(13)；所述準直物鏡(12)將激光光源(11)輸出的激光擴束為直徑為φ的光斑；所述一維正弦相位光柵(13)對直徑為φ的光斑進行調制后產生一系列不同衍射級次的光斑；在一系列不同衍射級次的光斑中，至少能夠找到一個衍射級次的光斑，其峰值能量與0衍射級次光斑峰值能量的比值小于等于1:10⁴；

其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用已標定線性動態范圍的科學級CCD對標定裝置中一維正弦相位光柵不同衍射級次的光斑峰值能量進行定標，得到各衍射級次光斑峰值能量之間的相對比例關系；

S2、將標定裝置耦合到“紋影法”焦斑診斷光路中，將0級到±n級衍射光斑作為“主瓣”光斑，通過“主瓣”測量光路完成“主瓣”光斑測量，其中0級與±n級衍射光斑峰值能量倍率≥100倍；

S3、將±n級到±m級衍射光斑作為“旁瓣”光斑，利用紋影板擋住0級和±n-1級衍射光斑，通過“旁瓣”測量光路完成“旁瓣”光斑測量，其中±n級與±m級衍射光斑峰值能量倍率≥100倍；其中m、n均為正整數，m≥n；

S4、將步驟S2與S3測得的“主瓣”光斑與“旁瓣”光斑進行能量歸一化后得到重構圖像；在重構的圖像中通過比對0級和衰減后m級衍射光斑峰值能量值，得到“紋影法”焦斑診斷系統的焦斑動態范圍測量能力。

2.根據權利要求1所述的標定方法，其特征在于：

所述步驟S1具體為：

S11、搭建定標系統：所述定標系統包括依次設置在一維正弦相位光柵出射光路中的遠場會聚鏡組及CCD；

S12、調節激光光源輸出強度為D1，通過CCD記錄0級衍射光斑圖像以及0級衍射光斑峰值強度，記為P；

S13、增強激光光源輸出強度至D2，通過CCD記錄±m級衍射光斑圖像以及±m級衍射光斑峰值強度，記為V；

S14、將0級衍射光斑圖像去掉本底噪聲，強度放大D2/D1倍后，與±m級衍射光斑圖像去掉本底噪聲后，拼接成一幅完整的圖像，在拼接后的完整圖像中計算0級衍射光斑峰值灰度與±m級衍射光斑峰值灰度之比。

3.根據權利要求2所述的標定方法，其特征在于：n＝2，m＝3。

4.根據權利要求3所述的標定方法，其特征在于：所述激光光源(11)為光纖激光器或者能夠耦合到準直物鏡焦點的自由輸出激光器。

5.根據權利要求4所述的標定方法，其特征在于：所述激光光源(11)出射的平面波與被標定系統波長相同。