專利名稱：用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置及準(zhǔn)直方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高功率激光裝置，特別是一種用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置及準(zhǔn)直方法，尤其是一種能夠滿足大規(guī)模、大口徑高功率激光裝置近、遠(yuǎn)場(chǎng)準(zhǔn)直需求的高度集成化、模塊化的準(zhǔn)直監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
空間濾波器作為高功率激光裝置的核心器件之一，其發(fā)揮著多重作用抑制寄生振蕩，降低自發(fā)輻射影響，改善光束質(zhì)量，抑制自聚焦，實(shí)現(xiàn)像傳遞，擴(kuò)展光束口徑等，其最終目的都是為了提高驅(qū)動(dòng)器的輸出能力。而光路準(zhǔn)直技術(shù)的核心目標(biāo)就是確保空間濾波器的上述功能的正常實(shí)現(xiàn)。高功率激光裝置的典型放大鏈結(jié)構(gòu)如圖1所示前級(jí)放大鏈101 輸出的光束102經(jīng)近場(chǎng)調(diào)整反射鏡103和遠(yuǎn)場(chǎng)調(diào)整反射鏡104反射后進(jìn)入空間濾波器107， 經(jīng)濾波、擴(kuò)束后進(jìn)入下一級(jí)放大器108，之后經(jīng)過隔離器109，再經(jīng)過兩塊反射鏡110、113導(dǎo)光后，輸出到后級(jí)放大鏈114。目前，高功率激光裝置自動(dòng)準(zhǔn)直系統(tǒng)中的近場(chǎng)取樣最常用的方法就是在光路中遠(yuǎn)場(chǎng)反射鏡104的后面，利用光束102經(jīng)過該反射鏡104時(shí)的漏光105對(duì)光束近場(chǎng)進(jìn)行取樣成像；常用的遠(yuǎn)場(chǎng)取樣的方法是在近場(chǎng)調(diào)整反射鏡110的后面，加入一套大口徑遠(yuǎn)場(chǎng)成像系統(tǒng)112，利用反射鏡110的漏光111對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)進(jìn)行取樣。該方法成本高、占用空間巨大，尤其是面對(duì)大口徑(百毫米以上)光束的準(zhǔn)直取樣，不僅其實(shí)現(xiàn)成本和技術(shù)難度難以接受，同時(shí)其取樣精度也難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有準(zhǔn)直取樣方法的上述問題，本發(fā)明提供一種用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置及準(zhǔn)直方法，該裝置具有集成化、模塊化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和精度高的特點(diǎn)，能滿足高功率激光裝置對(duì)于大口徑光束準(zhǔn)直的監(jiān)測(cè)需求。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置，其特點(diǎn)是該裝置包括取樣光柵、照明光源、導(dǎo)光單元、分光鏡、近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元和遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元，上述元部件的位置關(guān)系如下在位于主激光光束光路上的空間濾波器的濾波小孔板前插入一塊取樣光柵，設(shè)置照明光源，該照明光源由發(fā)光二極管和準(zhǔn)直透鏡構(gòu)成，當(dāng)照明光源發(fā)出照明光束與主激光光束的入射角與所述的取樣光柵滿足一定關(guān)系時(shí)，所述的照明光束與主激光光束經(jīng)所述的取樣光柵產(chǎn)生的衍射光的方向相同；在所述的衍射光方向依次設(shè)置取樣物鏡和導(dǎo)向反射鏡構(gòu)成所述的導(dǎo)光單元，在該導(dǎo)向反射鏡的反射光方向設(shè)置分光鏡，該分光鏡將入射的衍射光分為反射光束和透射光束，在所述的反射光束方向設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元，該遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元由遠(yuǎn)場(chǎng)成像目鏡和遠(yuǎn)場(chǎng)CXD 構(gòu)成，在所述的透射光束方向設(shè)置近場(chǎng)CCD，構(gòu)成近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元；
所述的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元、分光鏡和導(dǎo)光單元組成的成像系統(tǒng)的物面位于所述的取樣光柵上，利用所述的遠(yuǎn)場(chǎng)CCD對(duì)光柵面成像，用于監(jiān)測(cè)主激光焦斑相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)的偏差， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述的近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元、導(dǎo)光單元、取樣光柵以及空間濾波器的輸入透鏡組成的近場(chǎng)成像系統(tǒng)的物面位于主激光光路的近場(chǎng)像傳遞面上。在所述的近場(chǎng)CXD之前還設(shè)置有反射鏡。所述的取樣光柵的四角區(qū)域具有中心對(duì)稱的四個(gè)非刻蝕的圓形區(qū)。利用所述的用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置對(duì)高功率激光裝置的空間濾波器進(jìn)行光路準(zhǔn)直的方法，特征在于包括如下步驟①移入取樣光柵，啟動(dòng)照明光源，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡后形成平行照明光束，注入主激光束同時(shí)照明所述的取樣光柵；②利用近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取近場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束近場(chǎng)位置相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)的偏差(具體圖像處理算法參見文獻(xiàn)劉海波，Visual C++數(shù)字圖像處理技術(shù)詳解，機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 6)，根據(jù)偏差量反饋調(diào)節(jié)近場(chǎng)反射鏡使光束近場(chǎng)位置相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)的中心重合；③利用遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取遠(yuǎn)場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束焦斑位置相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)的偏差(具體圖像處理算法參見文獻(xiàn)劉海波，Visual C++數(shù)字圖像處理技術(shù)詳解，機(jī)械工業(yè)出版社，2010. 6)，根據(jù)偏差量反饋調(diào)整遠(yuǎn)場(chǎng)反射鏡使光束焦斑位置的中心和遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)的中心重合；④多次重復(fù)步驟②、③，直到近、遠(yuǎn)場(chǎng)偏差值在誤差允許的范圍內(nèi)，調(diào)整結(jié)束；⑤關(guān)閉照明光源，移出所述的取樣光柵。本發(fā)明的技術(shù)效果是1、利用光柵的衍射作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)光束近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的同時(shí)取樣，巧妙地復(fù)用了空間濾波器的輸入透鏡，有效提高了取樣系統(tǒng)對(duì)主激光光束的近場(chǎng)分辨率和遠(yuǎn)場(chǎng)角分辨率，避免了取樣系統(tǒng)中大口徑、長(zhǎng)焦距光學(xué)件的使用，極大地節(jié)省了裝置所占空間及所需成本；2、同時(shí)，該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了近、遠(yuǎn)場(chǎng)在光路中相同位置取樣，可以方便地做成集成化、 標(biāo)準(zhǔn)化的準(zhǔn)直模塊。


圖1是高功率激光裝置典型放大鏈結(jié)構(gòu)的光路示意中101-前級(jí)放大鏈，102-輸出主激光，103-近場(chǎng)調(diào)整反射鏡，104-遠(yuǎn)場(chǎng)調(diào)整反射鏡，105-用于近場(chǎng)監(jiān)測(cè)的漏光，106-近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元，107-空間濾波器，108-放大器， 109-隔離器，110-下級(jí)近場(chǎng)調(diào)整反射鏡，111-用于遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的漏光，112-遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元， 113-下級(jí)遠(yuǎn)場(chǎng)調(diào)整反射鏡，114-后級(jí)放大鏈。圖2是本發(fā)明用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置的光路示意中201-空間濾波器濾波孔板，202-取樣光柵，203-照明光，204-照明單元， 205-主光路像傳遞面，206-空間濾波器輸入透鏡，207-主激光和照明光的衍射光，208-導(dǎo)光單元，209-分光鏡(1053波段透射)，210-大部分主激光衍射光，211-全反鏡，212-大部分主激光衍射光，213-近場(chǎng)成像單元，214-遠(yuǎn)場(chǎng)成像單元，215-絕大部分照明光衍射光和小部分主激光衍射光。
圖3是本發(fā)明取樣光柵202結(jié)構(gòu)示意圖。圖中301、302、303、304為非刻蝕區(qū)，305為刻蝕區(qū)。圖4是遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取的模擬圖像。圖中401-404.上述非刻蝕區(qū)(301-304)對(duì)應(yīng)的衍射光成像所得暗區(qū)，405-上述 4個(gè)暗區(qū)確定的遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)，406-主激光焦斑，407-上述刻蝕區(qū)對(duì)應(yīng)的亮區(qū)。圖5是本發(fā)明近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)準(zhǔn)直監(jiān)測(cè)裝置的詳細(xì)說明圖。圖中501-照明準(zhǔn)直透鏡，502-發(fā)光二極管(LED)，503-取樣物鏡，504.-導(dǎo)光反射鏡，505-近場(chǎng)CXD，506-遠(yuǎn)場(chǎng)CXD，507-遠(yuǎn)場(chǎng)成像目鏡。圖6是近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取的模擬圖像圖中501-光束近場(chǎng)的位置標(biāo)識(shí)，502-近場(chǎng)準(zhǔn)直標(biāo)識(shí)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請(qǐng)參閱圖2和圖5，圖2是本發(fā)明用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置的光路示意圖，圖5是本發(fā)明用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置的詳細(xì)示意圖，由圖可見，本發(fā)明用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置，該裝置包括取樣光柵202、照明光源204、導(dǎo)光單元208、分光鏡209、近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213和遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214，上述元部件的位置關(guān)系如下在位于主激光光束102光路上的空間濾波器107的濾波小孔板201前插入一塊取樣光柵202，設(shè)置照明光源204，當(dāng)照明光源204發(fā)出照明光束203與主激光光束102的入射角與所述的取樣光柵202滿足一定關(guān)系時(shí)，所述的照明光束203與主激光光束102經(jīng)所述的取樣光柵202產(chǎn)生的衍射光的方向相同；在所述的衍射光方向依次設(shè)置取樣物鏡503和導(dǎo)向反射鏡504構(gòu)成所述的導(dǎo)光單元208，在該導(dǎo)向反射鏡504的反射光方向設(shè)置分光鏡209，該分光鏡209將入射的衍射光分為反射光束215和透射光束210，在所述的反射光束215方向設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214，該遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214由遠(yuǎn)場(chǎng)成像目鏡507和遠(yuǎn)場(chǎng)(XD506構(gòu)成，在所述的透射光束210方向設(shè)置近場(chǎng)(XD505，構(gòu)成近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213 ；所述的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214、分光鏡209和導(dǎo)光單元208組成的成像系統(tǒng)的物面位于所述的取樣光柵202上，利用所述的遠(yuǎn)場(chǎng)(XD506對(duì)光柵面成像，用于監(jiān)測(cè)主激光焦斑406 相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)405的偏差，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述的近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213、導(dǎo)光單元208、取樣光柵202以及空間濾波器107的輸入透鏡206組成的近場(chǎng)成像系統(tǒng)的物面位于主激光光路的近場(chǎng)像傳遞面205上。在所述的近場(chǎng)(XD505之前還設(shè)置有反射鏡211。本發(fā)明的特點(diǎn)是1、所述的透射光束210只包含主激光102的衍射光，經(jīng)全反鏡211反射后進(jìn)入由近場(chǎng)(XD505組成的近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213 ；2、所述的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214、分光鏡209和導(dǎo)光單元208組成的成像系統(tǒng)的物面位于取樣光柵202上，利用遠(yuǎn)場(chǎng)(XD506對(duì)光柵面成像，用于監(jiān)測(cè)主激光焦斑406相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)405的偏差，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213、反射鏡211、導(dǎo)光單元208、取樣光柵、 以及空間濾波器107的輸入透鏡206五者組成的近場(chǎng)成像系統(tǒng)的物面位于主激光光路的近場(chǎng)像傳遞面205上，利用遠(yuǎn)場(chǎng)(XD505監(jiān)測(cè)主激光102在近場(chǎng)像傳遞面205上的橫向相對(duì)位置，用于監(jiān)測(cè)主激光近場(chǎng)光束的空間橫向偏移；3、所述的取樣光柵202通過選擇性地在該取樣光柵202的四角區(qū)域制作一套中心對(duì)稱的非刻蝕區(qū)301，302，303，304，見圖3，作為遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)301，302，303，304 ；利用衍射光成像時(shí)，由于非刻蝕區(qū)301，302，303，304沒有衍射作用，該區(qū)在圖像上表現(xiàn)為暗區(qū)401， 402，403，404，見圖4，刻蝕區(qū)存在衍射作用，該區(qū)表現(xiàn)為亮區(qū)407 ；對(duì)應(yīng)四個(gè)暗區(qū)的對(duì)稱中心405作為遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)，該基準(zhǔn)在光路中與濾波小孔201的中心重合；利用遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214 所獲取的光束遠(yuǎn)場(chǎng)中心406與基準(zhǔn)中心405的相對(duì)偏差值作為遠(yuǎn)場(chǎng)調(diào)節(jié)的反饋調(diào)節(jié)量，來調(diào)整光束遠(yuǎn)場(chǎng)中心406與遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)中心405重合；4、利用近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213所獲取的光束近場(chǎng)中心與近場(chǎng)基準(zhǔn)的相對(duì)偏差值作為近場(chǎng)調(diào)節(jié)的反饋量，來調(diào)整光束近場(chǎng)位置501與近場(chǎng)基準(zhǔn)502重合，見圖5，主激光102在像傳遞面205處的近場(chǎng)位置由前級(jí)光路中的近場(chǎng)位置標(biāo)識(shí)501確定，兩個(gè)小圓中心對(duì)稱中心即為光束近場(chǎng)中心，近場(chǎng)基準(zhǔn)502也由兩個(gè)小圓標(biāo)示給出，近場(chǎng)調(diào)整的目標(biāo)就是使該兩對(duì)小圓的對(duì)稱中心重合。上述裝置的遠(yuǎn)場(chǎng)取樣借用了空間濾波器輸入透鏡206的長(zhǎng)焦特性， 將光束角度量放大為橫向位置量，有效地提高了遠(yuǎn)場(chǎng)取樣系統(tǒng)的角分辨能力；近場(chǎng)取樣借用空間濾波器輸入透鏡206的大口徑、大F數(shù)特點(diǎn)，與后級(jí)取樣系統(tǒng)小口徑透鏡組合，構(gòu)成近場(chǎng)成像系統(tǒng)，靈活地避免了原有近場(chǎng)取樣技術(shù)面對(duì)大口徑光路近場(chǎng)取樣的難題。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在空間濾波器濾波孔板附近同時(shí)對(duì)光束的近場(chǎng)位置信息和遠(yuǎn)場(chǎng)指向信息的離軸取樣，便于集合、封裝，可做成光束準(zhǔn)直的集成單元。利用所述的用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置對(duì)高功率激光裝置的空間濾波器進(jìn)行光路準(zhǔn)直的方法，特征在于包括如下步驟①移入取樣光柵202，啟動(dòng)發(fā)光二極管502產(chǎn)生照明光束203，注入主激光束102 ；②利用近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元213獲取近場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束近場(chǎng)位置501相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)502的偏差，調(diào)整近場(chǎng)反射鏡103使光束近場(chǎng)位置501相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)502的中心重合；③利用遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元214獲取遠(yuǎn)場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束焦斑位置406相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)405的偏差，調(diào)整遠(yuǎn)場(chǎng)反射鏡104使光束焦斑位置406的中心和遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)405的中心重合；④多次重復(fù)步驟②、③，直到近、遠(yuǎn)場(chǎng)偏差值在誤差允許的范圍內(nèi)，調(diào)整結(jié)束；⑤關(guān)閉照明光源204，移出所述的取樣光柵202。光柵取樣中照明光衍射光與主激光衍射光的耦合的主要原理如下衍射角隨入射光波長(zhǎng)的變化關(guān)系為d(sin θ iisin θ k) = Κλ(1)式中，d為光柵常數(shù)，θ i為入射角度，θ k為衍射角度，K為衍射級(jí)次，λ為入射光波長(zhǎng)?？梢姰?dāng)兩束不同波長(zhǎng)的光入射時(shí)，可以通過調(diào)整各自的入射角使兩束光同一級(jí)衍射光的衍射方向重合。當(dāng)照明光的中心波長(zhǎng)小于主激光波長(zhǎng)時(shí)，就可以通過調(diào)節(jié)照明光的入射角度，使照明光的一級(jí)衍射光與主激光的一級(jí)衍射光重合，同時(shí)照明系統(tǒng)又不處于主光路中，利用這級(jí)衍射光成像，這樣就可以在同一個(gè)成像系統(tǒng)中同時(shí)看到主激光焦斑與基準(zhǔn)的圖像，通過圖像處理裝置就可以得出兩者的相對(duì)位置。
權(quán)利要求
1.一種用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置，其特征是該裝置包括取樣光柵 (202)、照明光源(204)、導(dǎo)光單元(208)、分光鏡(209)、近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元(213)和遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元014)，上述元部件的位置關(guān)系如下在位于主激光光束(10 光路上的空間濾波器(107)的濾波小孔板(201)前插入一塊取樣光柵002)，設(shè)置照明光源004)，該照明光源Q04)由發(fā)光二極管(50 和準(zhǔn)直透鏡 (501)構(gòu)成，當(dāng)所述的照明光源(204)發(fā)出的照明光束(203)的入射角與主激光光束(102) 的入射角和所述的取樣光柵(20 滿足一定關(guān)系時(shí)，所述的照明光束(20 與主激光光束 (102)經(jīng)所述的取樣光柵(20 產(chǎn)生的衍射光的方向相同；在所述的衍射光方向依次設(shè)置取樣物鏡(50 和導(dǎo)向反射鏡(504)構(gòu)成所述的導(dǎo)光單元008)，在該導(dǎo)向反射鏡(504)的反射光方向設(shè)置分光鏡009)，該分光鏡(209)將入射的衍射光分為反射光束(21 和透射光束O10)，在所述的反射光束(21 方向設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元014)，該遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元014)由遠(yuǎn)場(chǎng)成像目鏡(507)和遠(yuǎn)場(chǎng)CXD(506)構(gòu)成，在所述的透射光束(210)方向設(shè)置近場(chǎng)CCD(505)，構(gòu)成近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元013)；所述的遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元(214)、分光鏡(209)和導(dǎo)光單元(208)組成的成像系統(tǒng)的物面位于所述的取樣光柵(202)上，利用所述的遠(yuǎn)場(chǎng)CCD(506)對(duì)光柵面成像，用于監(jiān)測(cè)主激光焦斑(406)相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)005)的偏差，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)；所述的近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元013)、導(dǎo)光單元008)、取樣光柵(20 以及空間濾波器(107)的輸入透鏡(206)組成的近場(chǎng)成像系統(tǒng)的物面位于主激光光束的近場(chǎng)像傳遞面(20 上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置，其特征是在所述的近場(chǎng)(XD(5(^)之前還設(shè)置有反射鏡011)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置，其特征是所述的取樣光柵O02)的四角區(qū)域具有中心對(duì)稱的四個(gè)非刻蝕的圓形區(qū)(301、302、303、304)。
4.利用所述的用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置對(duì)空間濾波器進(jìn)行光路準(zhǔn)直的方法，特征在于該方法包括如下步驟①移入取樣光柵002)，啟動(dòng)照明光源004)，發(fā)光二極管(50 發(fā)出的光經(jīng)準(zhǔn)直透鏡 (501)后形成平行照明光束003)，注入主激光束(102)同時(shí)照明所述的取樣光柵O02)；②利用近場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取近場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束近場(chǎng)位置相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)的偏差，根據(jù)偏差量反饋調(diào)節(jié)近場(chǎng)反射鏡使光束近場(chǎng)位置相對(duì)于近場(chǎng)基準(zhǔn)的中心重合；③利用遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)單元獲取遠(yuǎn)場(chǎng)圖像，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)計(jì)算光束焦斑位置相對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)的偏差，根據(jù)偏差量反饋調(diào)整遠(yuǎn)場(chǎng)反射鏡使光束焦斑位置的中心和遠(yuǎn)場(chǎng)基準(zhǔn)的中心重合；④多次重復(fù)步驟②、③，直到近、遠(yuǎn)場(chǎng)偏差值在誤差允許的范圍內(nèi)，調(diào)整結(jié)束；⑤關(guān)閉照明光源004)，移出所述的取樣光柵002)。
全文摘要
一種用于高功率激光裝置的光路準(zhǔn)直集成裝置及準(zhǔn)直方法，它是在空間濾波器小孔面附近放置一塊刻有基準(zhǔn)的透射光柵；用發(fā)光二極管和照明準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生的平行非相干照明光源，以特定角度照射透射光柵；把取樣光路置于透射光柵的一級(jí)衍射光方向構(gòu)成光束信息監(jiān)測(cè)器，該光束信息監(jiān)測(cè)器同時(shí)獲取光束的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)信息，光束信息檢測(cè)器的輸出接到計(jì)算機(jī)上，通過圖像處理技術(shù)確定光束的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)相對(duì)于各自設(shè)定位置的偏差值，根據(jù)各自的偏差值選擇對(duì)應(yīng)的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)調(diào)整器件，調(diào)節(jié)光路準(zhǔn)直。本發(fā)明具有集成化、模塊化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和精度高的特點(diǎn)，能滿足高功率激光裝置對(duì)于大口徑光束準(zhǔn)直的監(jiān)測(cè)需求。
文檔編號(hào)G02B27/30GK102354055SQ20111035058
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者劉代中, 彭增云, 戴亞平, 曹兆棟, 朱儉, 朱寶強(qiáng), 楊學(xué)東, 馬偉新, 高妍琦 申請(qǐng)人:上海激光等離子體研究所