【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高能激光远场光束质量测量领域，具体涉及一种基于htm的远场光束质量β测量仪。
技术介绍
1、光束质量是评价高能激光作用效果的重要技术指标之一，其中远场光束质量β因子评价方法具有简单且直观等优点被广泛用于高能激光的研制及应用领域。光束质量β因子被定义为实际光束的远场发散角与同样尺度的理想光束远场发散角之比，即，因此激光光束的近场波前误差及强度起伏都会引起β的增大。
2、目前测量β因子的方法是通过测量实际光束的远场焦斑光强分布，求出其远场发散角，进而求出远场光束质量β因子。理想平面波的圆孔衍射角即为爱里斑角半径,，因此实际波前的远场光束质量。近年来，国内一些研究机构开展了针对远场光束质量β因子测量技术研究。专利《一种用于ccd远场法光束质量β因子测量的校准系统》（cn104977156b）以及文章《激光束质量实时测量技术》（中国激光,2007，（02））均通过ccd相机记录远场光斑强度分布，计算其远场发散角来确定β因子。用该方法测量得到的光束质量β因子是波前误差及强度起伏共同作用的量，其波前误差及强度起伏对β因子的作用难以区分。
3、高能激光系统采用自适应光学来进行波前误差修正以提高激光光束质量，目前暂未对强度起伏对β造成的影响进行校正，因此在进行光束质量分析时必须考虑其修正的可能性及有效性。目前的远场光束质量测量方法无法区别波前误差及强度起伏对β的影响，因此通过自适应光学系统修正β因子的可能性及有效性难以准确评估。
技术实现思路
1、本专利技术的
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于htm的远场光束质量β测量仪，包括分光镜、缩束器、微透镜阵列、ccd相机和数据处理系统；所述分光镜用于从激光系统的主激光中取样光束，所述缩束器用于将光束转换光斑，所述微透镜阵列用于将光斑分割为若干个近平面波前的细光束并聚焦至ccd相机的靶面上，所述ccd相机用于采集细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息，所述数据处理系统用于对细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息进行数据处理，并计算出待测光的远场β值。
4、优选的，所述数据处理系统包括波前分布处理模块、强度分布处理模块以及远场光束质量β因子处理模块；所述波前分布处理模块用于将ccd相机采集的光斑阵列图进行数据处理，并计算出每个微透镜对应的质心实际位置相对于理想位置的偏移量δl，通过每个子孔径对应的斜率积分进行波前复原以获得待测光波前分布信息；所述强度分布处理模块用于将ccd相机采集的光斑阵列图进行数据处理，计算出每个微透镜对应ccd相机靶面区域内的灰度值总和，以复原获得待测光强度信息；所述远场光束质量β因子处理模块用于将波前分布处理模块测得的待测光波前分布信息及强度分布处理模块测得的待测光强度信息进行数据处理，并计算出待测光的远场β值。
5、优选的，所述光斑的尺寸与所述ccd相机靶面尺寸的相同。
6、本专利技术，β测量仪采用分光镜、缩束器、微透镜阵列、ccd相机和数据处理系统配合测量待测光的波前及强度分布信息。其中，分光镜用于从激光系统的主激光中取样光束，缩束器用于将取样光束转换为光斑，微透镜阵列用于将光斑分割为若干个近平面波前的细光束并聚焦至ccd相机的靶面上，强度分布信息通过强度分布处理模块计算每个子孔径对应ccd相机区域内灰度总和获得，由于细光束经微透镜变换前后的总能量恒定不变即，因此每个微透镜对应的ccd相机区域内采集图像灰度的总和能够表示该细光束近场的强度总和，多个点强度进行矩阵拼接即可得到待测光束近场的强度分布信息，波前分布信息通过波前分布处理模块计算得到每个子孔径的斜率（微透镜后光斑的质心偏移量δl除以焦距f），由斜率再进行积分获得；由待测光束的波前分布信息结合强度分布信息进行远场变化得到的β因子是一个综合评估量，高能激光系统经自适应光学校正像差的理想情况是将波前校正为平面波前，此时达到β可以优化的最大程度，该β因子可以利用本专利技术测量的强度分布信息结合测量的波前信息前进行远场变换求得，解决了常规光束质量β仪无法区别波前误差及强度起伏对β影响，导致高能激光系统中β因子修正的可能性及有效性难以准确评估的问题。
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1.一种基于HTM的远场光束质量β测量仪，其特征在于：包括分光镜、缩束器、微透镜阵列、CCD相机和数据处理系统；所述分光镜用于从激光系统的主激光中取样光束，所述缩束器用于将光束转换光斑，所述微透镜阵列用于将光斑分割为若干个近平面波前的细光束并聚焦至CCD相机的靶面上，所述CCD相机用于采集细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息，所述数据处理系统用于对细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息进行数据处理，并计算出待测光的远场β值。
2.根据权利要求1所述的一种基于HTM的远场光束质量β测量仪，其特征在于：所述数据处理系统包括波前分布处理模块、强度分布处理模块以及远场光束质量β因子处理模块；所述波前分布处理模块用于将CCD相机采集的光斑阵列图进行数据处理，并计算出每个微透镜对应的质心实际位置相对于理想位置的偏移量ΔL，通过每个子孔径对应的斜率积分进行波前复原以获得待测光波前分布信息；所述强度分布处理模块用于将CCD相机采集的光斑阵列图进行数据处理，计算出每个微透镜对应CCD相机靶面区域内的灰度值总和，以复原获得待测光强度信息；所述远场光束质量β因子处理模块用于将波前
3.根据权利要求1所述的一种基于HTM的远场光束质量β测量仪，其特征在于：所述光斑的尺寸与所述CCD相机靶面尺寸的相同。
...【技术特征摘要】
1.一种基于htm的远场光束质量β测量仪，其特征在于：包括分光镜、缩束器、微透镜阵列、ccd相机和数据处理系统；所述分光镜用于从激光系统的主激光中取样光束，所述缩束器用于将光束转换光斑，所述微透镜阵列用于将光斑分割为若干个近平面波前的细光束并聚焦至ccd相机的靶面上，所述ccd相机用于采集细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息，所述数据处理系统用于对细光束的远场强度分布信息及远场质心位置信息进行数据处理，并计算出待测光的远场β值。
2.根据权利要求1所述的一种基于htm的远场光束质量β测量仪，其特征在于：所述数据处理系统包括波前分布处理模块、强度分布处理模块以及远场光束质量β因子处理模块；所述波前分...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓婷，魏蔚，李光祥，彭琛，刘斯靓，雷德川，何均章，柳国龙，严伟，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：
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