陈 好,张 浩,樊红英,蒋泽伟,贾 静,胡绍云,孟庆安

(西南技术物理研究所， 成都 610041)

引 言

激光波前曲率半径是激光束传输空间某位置处等相位面的曲率半径，简称波前曲率半径，是激光束腰位置的主要影响因素[1-2]。对于激光雷达、激光武器、激光通信等激光发射系统，波前曲率半径的精确测量是预测激光束空间功率密度分布的重要参量[3]。波前曲率半径的测量常采用哈特曼波前传感器、剪切干涉仪、波前曲率传感器等仪器。哈特曼波前传感器经过长期发展，已经比较成熟，但子孔径阵列很大时，微透镜阵列的设计加工及波前重构数据处理的难度均很大[4-5]。剪切干涉仪通过干涉条纹数量及形态解算波前曲率半径，其对波前曲率半径的测量精度较低、测量范围有限。曲率波前传感器是目前研究比较广泛的一种测量方法[6]。1998年，Qinetiq公司提出采用多路成像衍射光栅的波前曲率测量方法，该光栅给不同衍射级引入了不同程度的散焦，通过不同衍射级的光斑尺寸及光强分布实现波前曲率半径的测量[7]。2004年,英国的Arden光子公司应用该光栅生产了目前唯一商用的光栅型波前曲率传感器AWS-50[8]。国内，国防科技大学对光栅型波前曲率传感器进行了大量研究，并应用在固体激光器热透镜效应引起的波前曲率半径变化的精确测量[9-11]。

泰伯-莫尔条纹技术是基于光栅的自成像效应和莫尔条纹效应进行测量的一种技术。平行光束连续通过两个光栅，利用一个光栅的自成像与第2个光栅栅线的叠加形成莫尔条纹，通过莫尔条纹的变化即可得到被测量，该方法已广泛应用于位移、小角度、长焦距等参量的高精度测量[12-13]。……