[发明专利]一种光束质量β因子测量系统的校准方法

说明书

本发明公开一种光束质量β因子测量系统的校准方法，该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，必要时还需要孔径光阑。本发明提供该校准方法的校准原理，以及具体的校准方法，可以获得光束质量β因子测量系统的校准系数，进而保障光束质量β因子测量系统的量值准确、可靠，解决高能激光光束质量β因子的准确评估问题，为今后相应光束质量β因子测量系统的量值准确可靠提供技术依据。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，涉及一种光束质量β因子测量系统的校准方法，尤其是一种光束质量β因子测量系统的β因子参数的校准方法，适用于表征高能激光光束质量β因子测量系统的校准。

背景技术

目前，在高能激光技术的研究和应用领域中，功率/能量和光束质量是高能激光系统最为关注的重要参数。随着技术的发展，对高能激光系统提出了接近衍射极限的要求，因此准确测量光束质量β因子变得十分重要和迫切。光束质量β因子越小，表明激光束的可聚焦能力越强、远场能量集中度越高。但在光束质量β因子测试过程中，针对同一待测光束的不同β因子测量设备的β因子测量结果差异较大，因此急需保障β因子测量系统的量值准确统一。为此，需要探索和研究光束质量β因子的校准方法。

由于光束质量β因子测量系统大多属于自研设备，存在着不同测量设备之间缺乏统一的计量标准而导致测量结果的差异性较大的问题。目前光束质量β因子参数还没有建立完整的量传和溯源体系，因此急需确立光束质量β因子参数的计量标准及规范相应的校准方法来保障光束质量β因子测量系统的测试数据准确性。

因此，自研的高能激光光束质量β因子测量系统需要相应的标定方法，用来解决光束质量β因子测量系统的标校问题，进而实现对光束质量β因子测量系统输出β因子值的溯源，使其能够准确复现测试光束的β因子值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种光束质量β因子测量系统的校准方法，解决高能激光光束质量β因子的准确评估问题，为今后光束质量β因子测量系统的量值准确可靠提供技术依据。

本发明的技术方案如下：

一种光束质量β因子测量系统的校准方法，该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，必要时还需要孔径光阑。

该校准方法的校准原理如下：

平行光管发出的标准平行光束经标准像差板后产生特定的像差类型后，进入光束质量β因子测量系统，此时会得到一个β因子测量值，记为β_m。同样平行光管经过标准像差板后，会产生一个β因子标准值，记为β_s。

定义校准系数C：C＝β_s/β_m。

标定的过程为获取光束质量β因子测量系统的校准系数，并将该校准系数赋值给β因子测量系统。

平行光管作为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。

标准像差板的作用是提供特定类型的像差，用于将平行光管出射的标准平行光束入射其上并产生一定的像差，进而产生不同的光束质量β因子理论值。标准像差板可以是单一像差类型的像差板如离焦板、球差板，或者是多个单一像差类型的像差板的组合如离焦板和球差板的组合，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。

标准像差板的像差分布采用激光干涉仪对其面形分布进行检测，并给出前36阶泽尼克多项式的系数，记为a_k(k＝1，2……36)。标准像差板的像差分布可以表述为Z_j为第j阶泽尼克多项式。