[發明專利]用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統及管控方法

在審

• 申請號: 202010624816.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111665623A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 朱德燕;李平;王芳;彭志濤;馮斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02F1/35
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統，其特征在于，所述系統包含八塊光學元件，沿縱向拉開排布在緊湊的距離范圍內，所述光學元件集中在兩個模塊放置：頻率轉換模塊和聚焦取樣模塊；

所述頻率轉換模塊由若干不同的晶體并排安裝，設置于所述聚焦取樣模塊前端更靠近傳輸反射鏡的位置，光線經過所述頻率轉換模塊，實現氣氛隔離、諧波轉換與偏振勻滑的功能；

所述聚焦取樣模塊靠近真空靶室，光線經過所述頻率轉換模塊到達聚焦取樣模塊，實現光束聚焦、諧波分離、測量取樣、真空密封、碎片屏蔽功能。

2.如權利要求1所述的一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統，其特征在于，所述頻率轉換模塊包括并排設置的隔離窗口(1)、二倍頻晶體(2)、三倍頻晶體(3)和偏振勻滑晶體(4)。

3.如權利要求1所述的一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統，其特征在于，所述聚焦取樣模塊包括聚焦透鏡(5)、真空窗口(6)、主屏蔽片(7)和次屏蔽片(8)；光線經所述聚焦透鏡(5)折射后，再經過并排設置的真空窗口(6)、主屏蔽片(7)和次屏蔽片(8)。

4.如權力權利要求1所述的一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統，其特征在于，所述聚焦透鏡(5)采用薄邊結構鏤空設計，保證雜散光在聚焦透鏡處的可控。

5.如權力權利要求1至4任一項所述的一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統，其特征在于，所述光學元件采用AB5雜散光吸收玻璃，且在所述雜散光吸收玻璃前面增設熔石英元件；在偏離出主光路處的雜散光光束口徑最大處設置AB5玻璃。

6.采用如權利要求1所述的一種用于高功率緊湊式終端光學系統的雜散光管控系統的管控方法，其特征在于，所述管控方法用于將雜散光束縛在光束陷阱中，所述管控方法針對高階雜散光管控與一階雜散光管控兩種。

7.如權利要求4所述的管控方法，其特征在于，將所述管控方法用于針對高階雜散光的管控時，為了保證高階雜散遠離元件及結構件，各部件之間的設置參數需滿足條件：

其中，f為聚焦透鏡焦距，d₁、d₂和d₃分別為聚焦透鏡與真空窗口、真空窗口與主屏蔽片、主屏蔽片與次屏蔽片的間距；

聚焦透鏡后的光學元件間距的優化數值解為：

8.如權利要求4所述的管控方法，其特征在于，將所述管控方法用于針對一階雜散光的管控時，為了保證聚焦透鏡自身的一階雜散光焦點位于偏振勻滑晶體與聚焦透鏡中間，各部件之間的設置參數需滿足條件：

其中，d₄、和d₅分別為聚焦透鏡與偏振勻滑晶體、基頻窗口與偏振勻滑晶體的間距。

9.如權利要求9所述的一階雜散光管控方法，其特征在于，所述管控方法的管控設計過程包括以下步驟：

S1.優化真空窗口、主屏蔽片和次屏蔽片的角度，保證一階雜散光不作用到聚焦取樣模塊中光學元件及邊框上的同時，雜散光處于同一位置，便于管理；

S2.在每個雜散光吸收玻璃前面增設熔石英元件，保證AB5玻璃的損傷不污染到終端系統；

S3.利用成對AB5玻璃加熔石英元件的組合設計作為光束陷阱，來回吸收雜散光，保證雜散光不逃逸出光束陷阱。

10.如權利要求9所述的一階雜散光管控方法，其特征在于，在偏離出主光路處的雜散光光束口徑最大處設置AB5玻璃。