本实用新型专利技术涉及单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，包括待测光学系统、取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列、CCD探测器及壳体，待测光学系统提供待测光束；取样镜对待测光束进行取样，得到取样光束；标准汇聚透镜对取样光束进行汇聚处理，得到汇聚光束，传输给微透镜阵列；微透镜阵列用于将汇聚光束进行再次汇聚后成像在CCD探测器上；待取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器按照光路的传输方向依次封装在壳体内。本实用新型专利技术解决了现有测焦斑位置的方法存在测量范围小、稳定性不高的技术问题，整个系统测量精度和范围可调性强。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于光学领域，涉及一种高能激光系统动态焦斑位置测量装置，能够 完成长焦距、高能量、单脉冲激光系统的动态焦斑位置检测，单次测量可实现沿轴与垂轴的 焦斑漂移量检测。
技术介绍
随着激光技术的成熟，目前光学领域涌现出了越来越多的大型、复杂、高能激光系 统。高能激光系统的焦斑位置是评估系统光束质量的重要参数，激光光束的焦斑位置变化 量是系统安装和调试的重要参考依据。实际应用中由于强激光系统中存在热畸变（热应 力引起折射率变化，热膨胀引起玻璃外形畸变等，最终体现为出射波面畸变），焦斑位置会 随系统工作时间的加长而发生大小、方向不确定的变化，为了研宄这种变化，需要找出一种 测量精度高，测量范围大的实时监控技术。对一般光学系统测焦距的方法也可用于测焦斑 位置，如基于几何光学的滑动节点法，放大倍率法；基于物理光学的阿莫尔条纹技术，径向 剪切技术。但是由于高能激光系统中光斑能量极大，几何方法无法实现如此大动态范围测 量，同时无法满足高精度大测量范围的动态监控；而物理光学方法虽然可以达到高的测量 精度，但其高能稳定性得不到保证。 在国内的强激光系统中，应用列阵相机技术对激光远场角分布测量，远场测试和 焦斑重构测试取得成功；国外美国LLNL实验室也成功的将同轴列阵技术Rattlepair用于 强激光焦斑能量分布测试。但是其要求器件的加工和装配精度高，数据提取算法也很复杂。
技术实现思路
为了解决现有测焦斑位置的方法存在测量范围小、稳定性不高的技术问题，本实 用新型提供一种基于微透镜阵列的单脉冲激光动态焦斑位置测量装置。 本技术的技术解决方案：单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，其特殊之处在于：包括待测光学系统、取样 镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列、CCD探测器及壳体，所述待测光学系统提供待测光束；所述 取样镜对待测光束进行取样，得到取样光束；所述标准汇聚透镜对取样光束进行汇聚处理， 得到汇聚光束，传输给微透镜阵列；所述微透镜阵列用于将汇聚光束进行再次汇聚后成像 在CCD探测器上；所述待取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器按照光路的传输 方向依次封装在壳体内。 在低能状态下：所述待测光学系统焦距为Fm;所述待测光学系统与取样镜之间的距离U为待测光学系统焦距的一半，L1= Fm/2； 所述取样镜与标准汇聚透镜之间的距离为l2;所述待测光学系统、取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器的位置关系 满足以下条件：【主权项】1. 单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，其特征在于：包括待测光学系统、取样镜、标准 汇聚透镜、微透镜阵列、CCD探测器及壳体，所述待测光学系统提供待测光束；所述取样镜 对待测光束进行取样，得到取样光束；所述标准汇聚透镜对取样光束进行汇聚处理，得到汇 聚光束，传输给微透镜阵列；所述微透镜阵列用于将汇聚光束进行再次汇聚后成像在CCD 探测器上；所述取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器按照光路的传输方向依次 封装在壳体内。2. 根据权利要求1所述的单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，其特征在于： 在低能状态下： 所述待测光学系统焦距为Fm; 所述待测光学系统与取样镜之间的距离U为待测光学系统焦距的一半，L1= Fm/2;所述取样镜与标准汇聚透镜之间的距离为L2; 所述待测光学系统、取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器的位置关系满足 以下条件：其中： F为标准汇聚透镜的焦距；f为微透镜阵列中任意单个微透镜的焦距； a为标准汇聚透镜与微透镜阵列的距离； 1为标准汇聚透镜与取样光路焦点之间距离，1 =Fm/4 ; 1'为标准汇聚透镜与标准汇聚透镜对取样光束的汇聚焦点之间距离；lm标准汇聚透镜对取样光束汇聚焦点与微透镜阵列之间的距离； 1' ^为微透镜阵列和C⑶探测器之间的轴向距离； a、1、1'、lm、1' _"均为轴向距离；微透镜阵列和(XD探测器平行。【专利摘要】本技术涉及单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，包括待测光学系统、取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列、CCD探测器及壳体，待测光学系统提供待测光束；取样镜对待测光束进行取样，得到取样光束；标准汇聚透镜对取样光束进行汇聚处理，得到汇聚光束，传输给微透镜阵列；微透镜阵列用于将汇聚光束进行再次汇聚后成像在CCD探测器上；待取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器按照光路的传输方向依次封装在壳体内。本技术解决了现有测焦斑位置的方法存在测量范围小、稳定性不高的技术问题，整个系统测量精度和范围可调性强。【IPC分类】G01M11-00【公开号】CN204514569【申请号】CN201520189970【专利技术人】董晓娜, 赵娟宁, 袁索超 【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所【公开日】2015年7月29日【申请日】2015年3月31日本文档来自技高网...
【技术保护点】
单脉冲激光动态焦斑位置测量装置，其特征在于：包括待测光学系统、取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列、CCD探测器及壳体，所述待测光学系统提供待测光束；所述取样镜对待测光束进行取样，得到取样光束；所述标准汇聚透镜对取样光束进行汇聚处理，得到汇聚光束，传输给微透镜阵列；所述微透镜阵列用于将汇聚光束进行再次汇聚后成像在CCD探测器上；所述取样镜、标准汇聚透镜、微透镜阵列和CCD探测器按照光路的传输方向依次封装在壳体内。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董晓娜，赵娟宁，袁索超，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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