[发明专利]一种用于CCD远场法光束质量β因子测量的校准系统

摘要

本发明公开了一种用于CCD远场法光束质量β因子测量的校准系统，所述校准系统中的组合透射像差板安装在固定支座上，固定支座前面设置有直径可变的圆环遮拦，固定支座可精确调整俯仰角度和方位角度。利用激光干涉仪先对不同组合方式的透射像差板的波前畸变进行测量，再将平行光源输出光束垂直入射到组合透射像差板上，输出光束进入被校光束质量β因子测量系统，由组合透射像差板测试波前畸变计算得到的光束质量β因子值、被校光束质量β因子测量系统实测得到的光束质量β因子值对比来完成测量系统校准。本发明的校准方法操作简单，可满足不同波长、不同口径光束质量β因子测量系统的校准需求，精度较高，使用方便。

主权项

一种用于CCD远场法光束质量β因子测量的校准系统，其特征在于包括前期校准系统和后期校准系统，所述前期校准系统包括平面反射镜和激光干涉仪，所述后期校准系统包括平行光源和被校准光束质量β因子测量系统；所述前期校准系统中平面镜反射激光干涉仪发出的光经过可变像质装置进入激光干涉仪；所述后期校准系统中平行光源的光经过可变像质装置进入被校准光束质量β因子测量系统；所述校准系统采用如下校准方法，包括以下步骤：(a)将可变像质装置设置在激光干涉仪出口位置，调节圆环遮拦外圆直径、内圆直径，使圆环遮拦通光口径与被校光束质量β因子测量系统使用口径相同；(b)启动激光干涉仪，使出射光束以0°角入射到可变像质装置上，并保证出射光束的中心轴与可变像质装置中心轴重合，再由标准平面镜反射，将光束原路返回至激光干涉仪，激光干涉仪需经法定计量单位校准；(c)根据被校光束质量β因子测量系统所需校准范围，调整可变像质装置组合透射像差板的组合方式或旋转像差镜的角度，确保可变像质装置的波前误差对应的光束质量β因子分布在被校光束质量β因子测量系统的校准范围内；(d)激光干涉仪测量可变像质装置(2)的波前误差，获得波前误差泽尼克多项式表达式36阶系数ai(λ1)，λ1为激光干涉仪工作波长，其中i取值从1到36；(e)在激光干涉仪工作波长λ1与被校光束质量β因子测量系统工作波长λ2不相同时，由下式计算λ2波长下可变像质装置波前误差泽尼克多项式表达式各阶系数；ai(λ2)=ai(λ1)×λ1λ2]]>上式中，λ1为激光干涉仪工作波长，λ2为被校光束质量β因子测量系统工作波长，ai(λ1)为激光干涉仪测量可变像质装置波前误差泽尼克多项式表达式第i阶系数，ai(λ2)为计算得到对应λ2波长下可变像质装置波前误差泽尼克多项式表达式第i阶系数，其中i取值从1到36；(f)根据λ2波长下可变像质装置波前误差泽尼克表达式，计算出可变像质装置波前误差对应的光束质量β01；(g)保持可变像质装置中组合透射像差板(3)的组合方式与使用角度不变，将可变像质装置(2)移动至平行光源出口位置，平行光源需经法定计量单位校准，使出射光束以0°角入射到可变像质装置上，并保证出射光束的中心轴与可变像质装置中心轴重合，再共轴进入被校光束质量β因子测量系统，由被校光束质量β因子测量系统测量输出光束的光束质量β11；(h)改变可变像质装置中组合透射像差板的组合方式或旋转角度，使得可变像质装置波前误差对应的光束质量在被校光束质量β因子测量系统的校准范围内变化，且对应光束质量数据点数不小于4，分别记为β02，β03，β04，β05；(i)重复步骤(d)～(g)，由被校光束质量β因子测量系统测量得到对应(h)中不同组合方式下可变像质装置对应的光束质量，分别记为β12，β13，β14，β15；(j)对比光束质量β01～β05与β11～β15数值，给出校准修正因子、测量不确定度。