[发明专利]一种纹影法焦斑动态范围的标定装置及方法

权利要求书

1.一种对“纹影法”焦斑动态范围的标定方法，利用“纹影法”焦斑动态范围的标定装置，所述标定装置包括激光光源(11)及沿激光光源(11)出射光路依次设置的准直物镜(12)与一维正弦相位光栅(13)；所述准直物镜(12)将激光光源(11)输出的激光扩束为直径为φ的光斑；所述一维正弦相位光栅(13)对直径为φ的光斑进行调制后产生一系列不同衍射级次的光斑；在一系列不同衍射级次的光斑中，至少能够找到一个衍射级次的光斑，其峰值能量与0衍射级次光斑峰值能量的比值小于等于1:10⁴；

其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用已标定线性动态范围的科学级CCD对标定装置中一维正弦相位光栅不同衍射级次的光斑峰值能量进行定标，得到各衍射级次光斑峰值能量之间的相对比例关系；

S2、将标定装置耦合到“纹影法”焦斑诊断光路中，将0级到±n级衍射光斑作为“主瓣”光斑，通过“主瓣”测量光路完成“主瓣”光斑测量，其中0级与±n级衍射光斑峰值能量倍率≥100倍；

S3、将±n级到±m级衍射光斑作为“旁瓣”光斑，利用纹影板挡住0级和±n-1级衍射光斑，通过“旁瓣”测量光路完成“旁瓣”光斑测量，其中±n级与±m级衍射光斑峰值能量倍率≥100倍；其中m、n均为正整数，m≥n；

S4、将步骤S2与S3测得的“主瓣”光斑与“旁瓣”光斑进行能量归一化后得到重构图像；在重构的图像中通过比对0级和衰减后m级衍射光斑峰值能量值，得到“纹影法”焦斑诊断系统的焦斑动态范围测量能力。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于：

所述步骤S1具体为：

S11、搭建定标系统：所述定标系统包括依次设置在一维正弦相位光栅出射光路中的远场会聚镜组及CCD；

S12、调节激光光源输出强度为D1，通过CCD记录0级衍射光斑图像以及0级衍射光斑峰值强度，记为P；

S13、增强激光光源输出强度至D2，通过CCD记录±m级衍射光斑图像以及±m级衍射光斑峰值强度，记为V；

S14、将0级衍射光斑图像去掉本底噪声，强度放大D2/D1倍后，与±m级衍射光斑图像去掉本底噪声后，拼接成一幅完整的图像，在拼接后的完整图像中计算0级衍射光斑峰值灰度与±m级衍射光斑峰值灰度之比。

3.根据权利要求2所述的标定方法，其特征在于：n＝2，m＝3。

4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于：所述激光光源(11)为光纤激光器或者能够耦合到准直物镜焦点的自由输出激光器。

5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于：所述激光光源(11)出射的平面波与被标定系统波长相同。