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本文摘要:随着高功率激光装置的发展,人们对装置输入能力和光束质量的拒绝更加低,同时也对光场测量明确提出了新的拒绝。

随着高功率激光装置的发展,人们对装置输入能力和光束质量的拒绝更加低,同时也对光场测量明确提出了新的拒绝。目前运用的必要光学法不能在受限相同平面上取得光束近场和远场的强度产于;哈特曼传感器也不能测量低频波前信息,仪器的中高频波前信息无法提供;而激光传输过程中,三倍频受损、多波长效应等也使传统的测量方法捉襟见肘。所以仍然没适合的技术能在线以充足低的精度同时测量出有高功率激光束的强度和振幅,激光束光场的全面在线检测仍然没有能构建。高功率激光物理牵头实验室基于多年的技术累积,明确提出一种新的波前测量方法——相干性调制光学(CMI)方法。

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相干性调制光学(CMI)方法在原理上不同于现有的测量技术,相干性调制光学(CMI)方法利用一块结构未知、高度随机产于的振幅板对待测波前展开振幅调制,由CCD记录下单幅散射光斑,然后通过递归算法对待测光的振幅和振幅同时展开修复。修复的思路是:将猜测的入射光场在入射窗面及CCD面之间往返传输,并分别在两个面上对振幅产生约束条件,使计算出来光场逐步发散于现实值。那如何保证发散扣除的即为现实的始振幅呢?图CMI法波前测量实物图从空域上来看,随机振幅板的强劲衍射起到使待测波前的点与点之间互相关联,因而待测波前上的些许差异都将在CCD收集的散射斑中产生相当大差异(如下图右图)。

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因此通过散射光斑强度和入射窗面空域的容许,最后计算出来光场不能发散于现实光场。图有所不同入射波前在散射斑中产生的差异从频域上说明,随机产于的振幅板频谱较宽,由于其与入射光频谱的起到为一卷积过程。

振幅板的频谱范围就越长,所能建构的方程就越少,当方程数小于未知数个数(入射光频谱)时,可求出唯一解法。简而言之,随机振幅板的特别强调制作用强化了对现有空域及频域的容许,强化了对波前的检验能力,从而需要取得现实的振幅和振幅。取得待测波前的现实产于后,之后可更进一步萃取出所须要的将近远场强度产于、光束指向、能量挤满度等信息,构建对激光束的全面临床。CMI方法的应用于利用CMI方法研制的仪器具备结构小巧、测量速度快和精度高等诸多优点,可摆放于驱动器内任何方位对光束波前展开动态仪器检测。

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它解决了现有必要光学法和哈特曼传感器的严重不足,解决问题了不能通过干涉仪离线测量中低空间频率的难题。目前该方法已顺利在XXX国家激光装置上展开了实验检验,测量出有了单次脉冲的将近远场光场产于,构建了500μm的近场分辨率。图NLF光场测量结果。(a)将近场透射;(b)将近场振幅;(c)远场透射;(d)记录光斑作为一种新型的波前测量技术,CMI方法某种程度限于于光学元件的检测,加到光源及光束模块后即能构建干涉仪的功能,测量精度超过0.05λ。

考虑到其较高的测量动态范围、对环境稳定性拒绝较低、不必须参照光束等特点,该技术在元件测量领域具备很好的发展前景。另外,基于原理性的突破,CMI方法也未来将会在交叉学科如显微镜光学、等离子状态测量等领域创意应用于。图CMI光学元件测量仪器效果图及测量结果CMI波前测量仪在国防工程和民用领域具有普遍的应用于前景,并可以超越发达国家在大型光学精密测量仪器领域的技术独占。日前该项目荣获首届“中国军民两用技术创新应用于大赛”金奖,并取得评委会的高度评价。

高功率激光物理牵头室对CMI波前测量仪的未来充满信心。


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