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正交狭缝扫描式激光光束质量测量方法研究

2020-08-03赵俊成阴万宏刘建平杨朋利董再天

应用光学 2020年4期

赵俊成,阴万宏,刘建平,杨朋利,董再天

(西安应用光学研究所,陕西 西安 710065)

引言

激光技术在光电对抗、光电侦查、激光测距、激光通信和激光加工等领域有着广阔的应用范围。在激光应用的过程中,对连续及脉冲激光器或激光系统光束质量的评价方法在不断改进,其中激光光束束宽与激光光束M2因子是评价激光光束质量的重要参量[1-4]。传统测量方式测量原理是在激光光路上加装分束镜或连续衰减器等衰减模块对激光光束进行衰减,经过分光衰减后再进入后端CCD相机靶面进行测量。但此方法受限于CCD相机像元尺寸大小,难以进行高精度测量。本文设计了狭缝滚轮测量光束质量的方法,在狭缝滚轮以一定角速度稳定转动时,狭缝滚轮机构上2个相互正交的狭缝依次切割被测激光光束。由于狭缝滚轮上的2个狭缝是正交的,因此可以实现对待测光束的360°扫描测量。经过高精度增量式编码器同步采集位置与数据,能够计算出x,y两个方向上的光束束宽,通过在不同测量距离的多次采样,计算出激光光束M2因子,一般近红外CCD像元尺寸为15 μm,而扫描狭缝法空间采样分辨率则优于1 μm。通过实验测量了激光光束束宽和M2因子并进行了分析,证明本方法具有良好的可靠性,同时可调转速扫描频率保证了对不同重复频率激光均有不错的适用性。

1 激光光束质量测量方法现状

国际标准ISO11146中规定的光束空间分布测量方法有变孔径光阑法、移动刀口法、移动狭缝法和面阵探测器法[5-7]。……

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