一种提高波前校正精度的方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种提高波前校正精度的方法及其系统，本发明专利技术根据待校正光束波前畸变的空间分布特征选择最优化的入射角度和位置，从而显著提高波前校正精度。本发明专利技术首先在待校正光束正入射到变形镜的条件下，利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束像差，然后利用计算机控制器对正入射条件下的面形响应函数和波前畸变数据进行分析计算，得到不同入射角度和入射位置情况下变形镜的面形响应函数及该响应函数对波前畸变的校正效果，寻找到最优化的入射角度和入射位置，最后通过调整平台对变形镜进行角度和位置调节后，在新的入射角度和入射位置下进行波前畸变的高精度校正。校正。校正。

【技术实现步骤摘要】
一种提高波前校正精度的方法及其系统


[0001]本专利技术涉及光学
，具体涉及一种提高波前校正精度的方法及其系统。

技术介绍

[0002]波前畸变严重影响了激光光束质量，为了消除波前畸变，自适应光学技术被广泛应用(一、Adaptive optics
‑
a progress review,《Proc.SPIE》,Vol.1542,1991,2
‑
17.二、Modeling and control of a deformable mirror,《Journal of Dynamic Systems,Measurement,and Control》,Vol.124,2002,297
‑
302.三、Double
‑
deformable
‑
mirror adaptive optics system for phase compensation,《APPLIED OPTICS》,Vol.45,pp.2638
‑
2642,2006.)。但是，在现有的波前校正技术中，待校正光束和波前校正器的相对位置和角度是固定不变的，这样就在很大程度上限制了整个自适应光学系统的波前校正能力。
[0003]因此，现有技术还有待进一步发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种提高波前校正精度的方法及其系统，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为达到上述技术目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种提高波前校正精度的方法，包括：
[0006]控制变形镜使得待校正光束从多个角度入射到变形镜上，利用波前传感器分别测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变，利用所测量得到的面形响应函数和波前畸变数据计算得到待校正光束的最佳入射角度和最佳入射位置，根据最佳入射角度和最佳入射位置对变形镜进行角度和位置调节后，在新的入射角度和入射位置的条件下对待校正光束进行波前畸变校正。
[0007]具体地，所述利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变包括：
[0008]利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束像差。
[0009]具体地，所述利用所测量得到的面形响应函数和波前畸变数据计算得到待校正光束的最佳入射角度和最佳入射位置具体为：
[0010]利用计算机控制器对正入射条件下的面形响应函数和波前畸变数据进行分析计算，得到不同入射角度和入射位置情况下变形镜的面形响应函数及该响应函数对波前畸变的校正效果，基于校正效果得到最佳入射角度和最佳入射位置。
[0011]具体地，所述基于校正效果得到最佳入射角度和最佳入射位置具体为：
[0012]根据待校正光束波前畸变的空间分布特征计算得到最佳入射角度和最佳入射位置。
[0013]具体地，所述利用波前传感器分别测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波
前畸变包括：
[0014]将待校正光束的入射角度设置为零度，利用波前传感器测量正入射条件下变形镜的驱动器的面形响应函数
[0015][0016]其中，f
i
(x,y)表示第i个驱动器的高斯型面形响应函数，A
i
表示响应函数幅度，c表示交联值，x
i
和y
i
表示响应函数的中心位置，r0表示响应函数的半径。
[0017]具体地，所述利用波前传感器分别测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变还包括：
[0018]当待校正光束在变形镜上的入射角度和入射位置发生变化，新条件下利用波前传感器测量变形镜的驱动器的面形响应函数
[0019][0020]其中，α和β分别表示光束在x和y两个方向上的入射角度，Δx和Δy分别表示光束在x和y两个方向上的平移量；当α＝β＝0和Δx＝Δy＝0时，就是零度正入射条件下的响应函数。
[0021]具体地，所述根据最佳入射角度和最佳入射位置对变形镜进行角度和位置调节具体为：
[0022]根据最佳入射角度和最佳入射位置，通过可对入射位置和入射角度进行调整的调整平台对变形镜进行调节。
[0023]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种提高波前校正精度的系统，包括：
[0024]波前传感器，用于测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变；
[0025]计算机控制器，用于利用所测量得到的面形响应函数和波前畸变数据计算得到待校正光束的最佳入射角度和最佳入射位置；或用于控制根据最佳入射角度和最佳入射位置对调整平台进行角度和位置调节；
[0026]变形镜，用于对待校正光束进行波前畸变校正；
[0027]调整平台，用于对变形镜进行角度和位置调节。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]由于变形镜对不同入射角度和不同入射位置的激光光束具有不同的波前畸变校正能力，因此本专利技术根据待校正光束波前畸变的空间分布特征选择最优化的入射角度和位置，从而提高波前校正精度。本专利技术首先在待校正光束正入射到变形镜的条件下，利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束像差，然后利用计算机控制器对正入射条件下的面形响应函数和波前畸变数据进行分析计算，得到不同入射角度和入射位置情况下变形镜的面形响应函数及该响应函数对波前畸变的校正效果，寻找到最优化的入射角度和入射位置，最后通过调整平台对变形镜进行角度和位置调节后，在新的入射角度和入射位置下进行波前畸变的高精度校正。
附图说明
[0030]图1是本专利技术具体实施例中提供的提高波前校正精度的方法的流程图；
[0031]图2是本专利技术具体实施例中提供的提高波前校正精度的方法采用的硬件的结构图；
[0032]图3是本专利技术具体实施例中提供的校正前的光束像差图；
[0033]图4是本专利技术具体实施例中提供的正入射条件下波前校正后的像差图；
[0034]图5是本专利技术具体实施例中提供的最优化入射和平移条件下波前校正后的像差图；
[0035]图6是本专利技术具体实施例中提供的提高波前校正精度的系统的结构图；
[0036]其中，1待校正光束；2分光镜；3变形镜；4第一调整平台；5第一反射镜；6第二调整平台；7第二反射镜；8第一透镜；9第二透镜；10波前传感器；11计算机控制器；12校正后光束。
具体实施方式
[0037]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本专利技术创造。
[0038]下面结合附图和较佳的实施例对本专利技术作进一步说明。
[0039]请参阅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高波前校正精度的方法，其特征在于，控制变形镜使得待校正光束从多个角度入射到变形镜上，利用波前传感器分别测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变，利用所测量得到的面形响应函数和波前畸变数据计算得到待校正光束的最佳入射角度和最佳入射位置，根据最佳入射角度和最佳入射位置对变形镜进行角度和位置调节后，在新的入射角度和入射位置的条件下对待校正光束进行波前畸变校正。2.根据权利要求1所述的提高波前校正精度的方法，其特征在于，所述利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变包括：利用波前传感器测量变形镜的面形响应函数和待校正光束像差。3.根据权利要求2所述的提高波前校正精度的方法，其特征在于，所述利用所测量得到的面形响应函数和波前畸变数据计算得到待校正光束的最佳入射角度和最佳入射位置具体为：利用计算机控制器对正入射条件下的面形响应函数和波前畸变数据进行分析计算，得到不同入射角度和入射位置情况下变形镜的面形响应函数及该响应函数对波前畸变的校正效果，基于校正效果得到最佳入射角度和最佳入射位置。4.根据权利要求3所述的提高波前校正精度的方法，其特征在于，所述基于校正效果得到最佳入射角度和最佳入射位置具体为：根据待校正光束波前畸变的空间分布特征计算得到最佳入射角度和最佳入射位置。5.根据权利要求1所述的提高波前校正精度的方法，其特征在于，所述利用波前传感器分别测量变形镜的面形响应函数和待校正光束的波前畸变包括：将待校正光束的入射角度设置为零度，利用波前传感器测量正入射条件下变形镜的驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛峤，张君，高松，强永发，傅学军，蒋学君，张晓璐，蒋新颖，邵婷，龙蛟，吴振海，肖凯博，严雄伟，郑建刚，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：