[发明专利]一种光束质量β因子测量系统的校准方法

摘要

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。

主权项

1.一种光束质量β因子测量系统的校准方法，其特征在于，所述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；具体校准方法如下：（1）根据光束质量β因子测量系统不同的β因子测量范围和接收口径，选择合适的标准像差板；（2）将标准像差板装入工装夹具后放置在平行光管的传输光路上；（3）开启平行光管光源，使其发出的标准平行光束经过标准像差板后进入光束质量β因子测量系统；（4）光束质量β因子测量系统获得一个对应于所选择的标准像差板的光束质量β因子测量值，记为βm；（5）加载此种标准像差板对应的光束质量β因子标准值βs的计算过程如下：根据标量衍射理论，光束在光束质量β因子测量系统的探测面上的光强分布为：式中：λ为激光波长，f为焦距，（x，y）为光束质量β因子测量系统探测面上的坐标，(x0,y0)为标准像差板上的坐标；E(x0,y0)为平行光管出射光束的光强分布，其分布可以通过功率计多点扫描平行光管出射光束的强度得到；φ(x0,y0)为标准像差板的像差分布，其像差分布数据由激光干涉仪的面形分布测量结果给出，即各阶泽尼克多项式的系数；（6）根据干涉仪给出的测量结果中的泽尼克多项式系数，拟合得到标准像差板的面形φ(x0,y0)；（7）加载“拟合得到标准像差板的面形φ(x0,y0)”显示的像差板数据代入步骤（5）所述公式中后，I(x,y)便可通过数值计算的方法获得加载此种标准像差板对应的光束质量β因子测量系统探测面上的光强分布；（8）从光强分布可以计算得到包含入射光束总能量83.7%的光斑半径，记为r1，理想光束的包含相同能量的远场光斑半径，记为r0，根据β因子的定义，得到标准像差板对应的光束质量β因子标准值βs= r1/ r0；（9）加载标准像差板后，得到该标准像差板对应的光束质量β因子测量值βm；（10）将βm和βs的数值带入公式C= βs/βm，得到光束质量β因子测量系统的校准系数。