集束焦斑测量系统中技术方案

本发明专利技术公开了一种集束焦斑测量系统中

【技术实现步骤摘要】
集束焦斑测量系统中P偏振态和S偏振态透过率标定方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种不同光学偏振态透过率标定方法及系统，具体涉及集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法及系统
。

技术介绍

[0002]NIF
激光装置中终端光学组件设计为2×2排布共4束形式的集束终端，集束终端将光束会聚到焦点位置后，焦点位置的光斑为4束激光的组合光斑
。
集束终端中各路光学元件是相互独立的，光束在空间上也是独立传播的，并且4束激光中包含两种偏振态：
P
偏振态和
S
偏振态
。
[0003]中国专利
CN111912354 B
中公开了一种高功率激光集束远场组合焦斑测量方法及系统
。
如图1所示，该专利技术的测量系统包括多个吸收片
(15)、
取样反射镜组
、
准直负透镜组
(14)、
第一衰减镜组
、
放大镜组
、
第二衰减镜组及
CCD
；取样反射镜组包括沿被测集束焦斑的光路依次设置且中心分别设有通光孔的取样反射镜Ⅱ和取样反射镜Ⅰ；取样反射镜Ⅱ和取样反射镜Ⅰ均为抛物面反射镜，且二者的凹面相对；准直负透镜组用于对取样的光束进行缩束并准直；第一衰减镜组包含至少两个衰减片
(12)
，每个衰减片的法线与光束之间的夹角为
θ
，
10/>°
＜
θ
＜
20
°
；放大镜组用于对衰减后的光束进行放大；第二衰减镜组包括轮盘衰减片
、
固定衰减片
(13)
；
CCD
用于获取放大后光束的图像；集束焦斑测量系统中的被测集束焦斑的位置即为靶点
(11)
位置
。
该专利技术的测量系统中所包含的光学元件对
P
偏振态和
S
偏振态会有不同的透过率或者反射率，特别是不镀膜取样元件
、
与光轴倾斜放置的衰减板对
P
偏振态和
S
偏振态的透过率或者反射率差异性更大一些，各光学元件的整体累计差异是不可忽视的
。
[0004]综上所述，集束焦斑测量系统中不同偏振态透过率的差异会导致像面位置集束焦斑的能量分布产生差异，从而对集束焦斑的真实形貌产生差异，使集束焦斑的测量结果产生较大的误差，因此需要对集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态的透过率进行标定，以便对这种透过率差异进行补偿，以达到准确测量集束焦斑的目的
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的因集束焦斑测量光路中
P
偏振态和
S
偏振态的透过率不一致导致最终集束焦斑的测量结果存在较大误差的技术问题，而提供了集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法及系统
。
[0006]集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特殊之处在于，
[0007]步骤
1、
将第一
P
偏振态激光会聚在靶点位置与集束焦斑测量系统中的靶点位置到左侧的衰减片之前的第一段测量系统完成对接；
[0008]步骤
2、
同步测量位于第一
P
偏振态激光的平行光束段的
A
位置的光斑和位于集束焦斑测量系统中的靶点与集束焦斑测量系统中左侧的吸收片之间的
B
位置的光斑，得到
A
位
置的光斑功率记为
W
11
，
B
位置的光斑功率记为
W2；
[0009]步骤
3、
同步测量
A
位置的光斑和位于集束焦斑测量系统中的准直负透镜组与左侧的衰减片之间
C
位置的光斑，得到
A
位置的功率记为
W
12
，
C
位置的功率记为
W
31
；
[0010]步骤
4、
将第一
P
偏振态激光移出第一段测量系统，将第二
P
态偏振激光在
C
位置与左侧的衰减片到固定衰减片之后第二段测量系统完成对接；
[0011]步骤
5、
同步测量
C
位置的光斑和位于第二
P
偏振态激光的出射光路上的
D
位置的光斑，得到
C
位置的功率记为
W
32
，
D
位置的功率记为
W
41
；
[0012]步骤
6、
同步测量位于集束焦斑测量系统中的固定衰减片之后的光束会聚点的
E
位置的光斑和
D
位置的光斑，得到
E
位置的功率记为
W5，
D
位置的功率记为
W
42
；
[0013]步骤
7、
计算第一段测量系统的透过率
T
x1
＝
(W
31
×
W
11
)/(W2×
W
12
)
，第二段测量系统的透过率
T
x2
＝
(W5×
W
41
)/(W
32
×
W
42
)
；
[0014]步骤
8、
计算集束焦斑测量系统的
P
偏振态透过率系数：
[0015]T
p
＝
T
Px1
×
T
Px2
；
[0016]步骤
9、
将第一
P
偏振态激光和第二
P
偏振态激光更换为第一
S
偏振态激光和第二
S
偏振态激光，重复上述步骤1‑8得到集束焦斑测量系统的
S
偏振态透过率系数
T
S
＝
T
Sx1
×
T
Sx2
。
[0017]进一步地，步骤1中的第一
P
偏振态激光或步骤9中的第一
S
偏振态激光由第一光源模块发出；
[0018]所述第一光源模块位于靶点左侧；
[0019]所述第一光源模块包括第一标准光源
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特征在于：步骤
1、
将第一
P
偏振态激光会聚在靶点
(11)
位置与集束焦斑测量系统
(1)
中的靶点
(11)
位置到左侧的衰减片
(12)
之前的第一段测量系统完成对接；步骤
2、
同步测量位于第一
P
偏振态激光的平行光束段的
A
位置的光斑和位于集束焦斑测量系统
(1)
中的靶点
(11)
与集束焦斑测量系统
(1)
中左侧的吸收片
(15)
之间的
B
位置的光斑，得到
A
位置的光斑功率记为
W
11
，
B
位置的光斑功率记为
W2；步骤
3、
同步测量
A
位置的光斑和位于集束焦斑测量系统
(1)
中的准直负透镜组
(14)
与左侧的衰减片
(12)
之间
C
位置的光斑，得到
A
位置的功率记为
W
12
，
C
位置的功率记为
W
31
；步骤
4、
将第一
P
偏振态激光移出第一段测量系统，将第二
P
态偏振激光在
C
位置与左侧的衰减片
(12)
到固定衰减片
(13)
之后第二段测量系统完成对接；步骤
5、
同步测量
C
位置的光斑和位于第二
P
偏振态激光的出射光路上的
D
位置的光斑，得到
C
位置的功率记为
W
32
，
D
位置的功率记为
W
41
；步骤
6、
同步测量位于集束焦斑测量系统
(1)
中的固定衰减片
(13)
之后的光束会聚点的
E
位置的光斑和
D
位置的光斑，得到
E
位置的功率记为
W5，
D
位置的功率记为
W
42
；步骤
7、
计算第一段测量系统的透过率
T
x1
＝
(W
31
×
W
11
)/(W2×
W
12
)
，第二段测量系统的透过率
T
x2
＝
(W5×
W
41
)/(W
32
×
W
42
)
；步骤
8、
计算集束焦斑测量系统
(1)
的
P
偏振态透过率系数：
T
p
＝
T
Px1
×
T
Px2
；步骤
9、
将第一
P
偏振态激光和第二
P
偏振态激光更换为第一
S
偏振态激光和第二
S
偏振态激光，重复上述步骤1‑8得到集束焦斑测量系统
(1)
的
S
偏振态透过率系数
T
S
＝
T
Sx1
×
T
Sx2
。2.
根据权利要求1所述的集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特征在于：步骤1中的第一
P
偏振态激光或步骤9中的第一
S
偏振态激光由第一光源模块
(2)
发出；所述第一光源模块
(2)
位于靶点
(11)
左侧；所述第一光源模块
(2)
包括第一标准光源
(21)、
第一光栏
(22)
和会聚物镜
(23)
；所述第一光栏
(22)
和所述会聚物镜
(23)
沿第一标准光源
(21)
的出射光路依次设置，所述会聚物镜
(23)
将第一标准光源
(21)
的出射光线会聚在靶点
(11)
位置；所述
A
位置位于第一光栏
(22)
和会聚物镜
(23)
之间
。3.
根据权利要求2所述的集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特征在于，步骤2具体按照如下方式实施：将第一测量模块
(5)
在
A
位置接入光路
、
第二测量模块
(6)
在
B
位置接入光路，第一测量模块
(5)
按照
A
位置的光斑分布进行扫描，第二测量模块
(6)
按照
B
位置的光斑分布进行扫描，同步测量得到
A
位置和
B
位置的光斑功率；测量完毕后将
B
位置的第二测量模块
(6)
退出光路
。4.
根据权利要求3所述的集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特征在于：步骤3具体按照如下方式实施：将第三测量模块
(7)
在
C
位置接入光路，在第一测量模块
(5)
进行测量时，第三测量模块
(7)
按照
C
位置的光斑分布进行扫描，同步测量
A
位置和
C
位置的光斑功率；测量完毕后将第一测量模块
(5)
和第三测量模块
(7)
退出光路
。
5.
根据权利要求4所述的集束焦斑测量系统中
P
偏振态和
S
偏振态透过率标定方法，其特征在于：步骤4中的第二
P
偏振态激光或步骤9中的第二
S
偏振态激光由第二光源模块
(3)
发出；所述第二光源模块
(3)
位于
C
位置下方；所述第二光源模块
(3)
包括第二标准光源
(31)、
第二光栏
(32)、
第一反射镜
(33)
和第二反射镜
(34)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红光，达争尚，陈永权，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：发明
国别省市：