[发明专利]一种高功率薄片激光器动态波前像差检测装置及方法

权利要求书

1.一种高功率薄片激光器动态波前像差检测方法，采用一种高功率薄片激光器动态波前像差检测装置，其特征在于，该装置包括沿激光传输方向依次设置的He-Ne激光器、扩束系统、第一反射镜、薄片增益介质、第二反射镜、分束镜、第一成像系统与第二成像系统、以及第一CCD与第二CCD，由外界提供泵浦光到所述薄片增益介质表面；所述第一反射镜、薄片增益介质、第二反射镜的表面以及分束镜的分光面互相平行；所述第一反射镜与第二反射镜关于薄片增益介质的轴线对称；所述第一成像系统和第一CCD位于分束镜的透射光方向，所述第二成像系统和第二CCD位于分束镜的反射光方向；

检测方法包括以下步骤：

步骤1，通过第一CCD和第二CCD同时采集两幅光强图，通过光强传输方程算法计算出测试波前的相位分布，该相位分布为垂直于各成像系统光轴方向上圆形孔径内的波前相位分布；

步骤2，将步骤1所得的波前相位分布反向投影到薄片增益介质表面，计算出薄片增益介质表面椭圆形孔径内的相位分布；

步骤3，根据薄片增益介质表面椭圆孔径内的相位分布，通过格拉姆-施密特正交化算法计算出对应薄片增益介质表面圆形孔径内的相位分布；

步骤4，对薄片增益介质表面圆形孔径内的相位分布，通过最小二乘法拟合得到测试波前的泽尼克像差分布，该像差分布为薄片增益介质表面圆形孔径内的动态波前像差分布。

2.根据权利要求1所述的一种高功率薄片激光器动态波前像差检测方法，其特征在于，所述第一CCD的像面与第一成像系统的光轴垂直，第二CCD的像面与第二成像系统的光轴垂直，第一成像系统与第二成像系统的光轴与各自对应的出射光束平行。

3.根据权利要求1所述的一种高功率薄片激光器动态波前像差检测方法，其特征在于，所述扩束系统采用开普勒式望远镜结构，包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜与第二透镜的焦点重合。

4.根据权利要求1所述的一种高功率薄片激光器动态波前像差检测方法，其特征在于，所述第一成像系统与第二成像系统均采用开普勒式望远镜结构，包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜与第四透镜的焦点重合。

5.根据权利要求1所述的一种高功率薄片激光器动态波前像差检测方法，其特征在于，所述步骤1中，采集光强图的方法如下：

所述He-Ne激光器发出的激光经扩束系统后，经第一反射镜沿非稳腔光轴方向入射到薄片增益介质上；测试光在薄片增益介质前表面透射后，经薄片增益介质后表面反射，携带了薄片增益介质的像差信息；然后测试光通过第二反射镜反射，通过分束镜分光后，透射光进入第一成像系统，反射光进入第二成像系统，泵浦光稳定工作后，通过第一CCD和第二CCD同时采集两幅光强图。