[发明专利]一种提高超快激光光束聚焦能力的方法和装置

权利要求书

1.一种提高超快激光光束聚焦能力的方法，其特征在于，该方法所用装置沿入射光束的传输方向依次共轴设置几何光学模块、光阑模块、聚焦模块，几何光学模块由一个同轴的凹透镜和凸透镜组成；光阑模块由一个根据激光能量分布设计的孔径光阑构成；聚焦模块由一面非球面透镜构成；

对于几何光学模块，凸透镜焦距长度大于凹透镜焦距长度，凸透镜和凹透镜间隔距离等于凹透镜的焦距长度；

对于光阑模块，光阑入瞳直径等于扩束激光总能量1/e²倍的光斑直径，其中e为自然常数；

对于聚焦模块，利用等光程条件，采用阻尼最小二乘法对非球面透镜进行闭环优化，获得光斑尺寸小于5μm的高聚焦效果；

包括下列步骤：

步骤1、采用几何光学模块，对原始激光束进行几何光学优化，得到直径扩展，发散角减小光束的同时，降低激光功率密度，避免光束产生自聚焦效应引起的发散角增大现象；

步骤2、采用光阑模块，根据扩展光束的能量分布，对扩展光束边缘能量进行屏蔽，消除边缘激光诱导自聚焦效应引起的发散角增大现象，同时减小沿激光传播方向上的球差；

步骤3、采用聚焦模块，将激光束在等光程非球面透镜条件下聚焦，减小聚焦平面上的像散得到聚焦光斑。