[发明专利]一种光束质量β因子测量系统的校准方法

权利要求书

1.一种光束质量β因子测量系统的校准方法，其特征在于，所述校准方法使用的仪器包括平行光管、标准像差板和光束质量β因子测量系统；

具体校准方法如下：

(1)根据光束质量β因子测量系统不同的β因子测量范围和接收口径，选择合适的标准像差板；

(2)将标准像差板装入工装夹具后放置在平行光管的传输光路上；

(3)开启平行光管光源，使其发出的标准平行光束经过标准像差板后进入光束质量β因子测量系统；

(4)加载此种标准像差板对应的光束质量β因子标准值β_s的计算过程如下：

根据标量衍射理论，光束在光束质量β因子测量系统的探测面上的光强分布为：

式中：λ为激光波长，f为焦距，(x，y)为光束质量β因子测量系统探测面上的坐标，(x₀,y₀)为标准像差板上的坐标；E(x₀,y₀)为平行光管出射光束的光强分布，其分布可以通过功率计多点扫描平行光管出射光束的强度得到；为标准像差板的像差分布，其像差分布数据由激光干涉仪的面形分布测量结果给出，即各阶泽尼克多项式的系数；

(5)根据干涉仪给出的测量结果中的泽尼克多项式系数，拟合得到标准像差板的面形

(6)加载“拟合得到标准像差板的面形”显示的像差板数据代入步骤(4)所述公式中后，I(x,y)便可通过数值计算的方法获得加载此种标准像差板对应的光束质量β因子测量系统探测面上的光强分布；

(7)从光强分布可以计算得到包含入射光束总能量83.7％的光斑半径，记为r₁，理想光束的包含相同能量的远场光斑半径，记为r₀，根据β因子的定义，得到标准像差板对应的光束质量β因子标准值β_s＝r₁/r₀；

(8)加载标准像差板后，得到该标准像差板对应的光束质量β因子测量值β_m；

(9)将β_m和β_s的数值带入公式C＝β_s/β_m，得到光束质量β因子测量系统的校准系数。

2.根据权利要求1所述的一种光束质量β因子测量系统的校准方法，其特征在于：所述平行光管是产生标准平行光束的装置，其波长与光束质量测量系统的响应波长相匹配。

3.根据权利要求1所述的一种光束质量β因子测量系统的校准方法，其特征在于：所述标准像差板是单一像差类型的像差板，或者是多个单一像差类型的像差板的组合，或者是复合像差板即一个像差板上具有两种及以上不同类型的像差。

4.根据权利要求1所述的一种光束质量β因子测量系统的校准方法，其特征在于：所述光束质量β因子测量系统的接收口径需要与平行光管的光束口径匹配，如果口径不匹配时，需要在光束质量β因子测量系统前加入孔径光阑。