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激光与光电子学进展 2024年第17期61卷 188-195页

作者：王佳豪于信白素平韩佳昊王杏月贺国强韩洁冰长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

由于高能激光系统中光学元件对于系统探测距离、毁伤能力以及能量损耗程度等参数都可以通过测量透过率来评估,采用共光路复合位移同步扫描技术,通过逐点扫描的方式实现对大口径元件透过率的测量。通过扫描圆周和径向的复合位移,控制上... 详细信息

由于高能激光系统中光学元件对于系统探测距离、毁伤能力以及能量损耗程度等参数都可以通过测量透过率来评估,采用共光路复合位移同步扫描技术,通过逐点扫描的方式实现对大口径元件透过率的测量。通过扫描圆周和径向的复合位移,控制上下机械扫描结构,结合振镜对光路的校准,从而实现全口径快速扫描。实验结果表明,所提方法测得光学元件透过率的测量精度为0.2%,测量口径最大600 mm,测量速度大于500 h^(-1),满足技术指标的要求,实现了对大口径激光元件透过率的高精度测量。

关键词：大口径球面镜透过率复合位移同步控制

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大口径球面镜透过率测量曲率半径补偿技术研究

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激光与光电子学进展 2024年第21期61卷 155-161页

作者：韩洁冰于信白素平鲁宣材姜冬旭贺国强王佳豪长春理工大学光电工程学院吉林长春130013

在惯性约束核聚变等高能激光系统中,大口径光学元件有着广泛的应用,而透过率是表征光学元件的重要参数,但目前对大口径球面镜透过率测量研究较少,因此提出曲率半径补偿技术,针对大口径球面镜透过率的测量进行研究。首先,采用光功率比值... 详细信息

在惯性约束核聚变等高能激光系统中,大口径光学元件有着广泛的应用,而透过率是表征光学元件的重要参数,但目前对大口径球面镜透过率测量研究较少,因此提出曲率半径补偿技术,针对大口径球面镜透过率的测量进行研究。首先,采用光功率比值法,即双光束单探测器的测量方案;其次,为适应不同曲率半径的球面镜,通过建立数学解析解的方式,初步调整振镜的角度及位置,补偿曲率半径偏差,再根据监测装置探测光斑偏移量对曲率半径进行精细调整,并对测量不同曲率的球面镜时补偿效果以及对影响透过率的因素进行仿真分析;最后仿真结果表明,该系统可以对有效口径在Φ600 mm以内、曲率半径在1200 mm~∞范围内的球面镜透过率进行测量,测量精度可达到0.2%,满足测量需求。

关键词：大口径球面镜曲率半径补偿技术偏转角透过率

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大口径球面镜透过率测量光机系统研究

大口径球面镜透过率测量光机系统研究

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作者：韩洁冰长春理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,大口径光学元件在惯性约束聚变(ICF)等高新技术领域的应用越来越广泛,对于大口径光学元件来说,其透过率的精确测量对于确保光学系统的正常运行和性能优化至关重要。目前对于光学元件的透过率测量主要针对小口径... 详细信息

随着科学技术的不断发展,大口径光学元件在惯性约束聚变(ICF)等高新技术领域的应用越来越广泛,对于大口径光学元件来说,其透过率的精确测量对于确保光学系统的正常运行和性能优化至关重要。目前对于光学元件的透过率测量主要针对小口径透镜或平面镜,而对大口径球面镜透过率的测量比较困难,因此针对该问题本文设计了大口径球面镜透过率测量系统,实现其高精度快速检测。主要工作内容如下:分析了系统总体构成,测量方法及原理,通过对比单光路和双光路的测量方法,确定采用双光路法作为基础技术途径,介绍了系统工作原理及对球面镜测量的曲率半径补偿技术原理,采用二级补偿方案,首先利用光线追迹公式对出射角度及位置进行初级补偿,再根据监测装置提供光斑偏移量进行二级补偿,保证光线能被接收装置完全接收。进行光机系统设计,采用分布反馈(DFB)型光纤激光器作为基准光源发出波长为1064nm的激光,根据光源参数先进行准直光路设计,再结合双光束单探测器方法设计分光光路及接收光路。基于光学系统设计机械结构,根据同步扫描方案,系统采用上、下两个扫描模块独立但同步控制的机械扫描结构,分别对上、下扫描发射接收模块及曲率半径补偿模块进行设计,通过圆周和径向的复合位移实现全口径扫描测量。对曲率半径补偿及透过率测量误差进行仿真分析,通过对理论与仿真偏转角及平移量的偏差进行分析,验证曲率半径补偿效果。对不同曲率半径的球面镜透过率测量进行仿真研究,并分析了光束入射角度、扫描半径、被测透镜曲率半径、波长等不同误差对高、低透过率的影响,仿真结果表明,光束入射角度对高透过率影响最大,其误差为0.00078%,波长误差对低透过率影响最大,其误差为0.0046%。搭建了大口径球面镜透过率系统测试平台,通过实验验证了方案的可行性和稳定性,将实验与仿真数据进行对比,分析在实际测量中各因素引起的误差,实验结果表明,本系统可以对曲率半径为1400mm,最大口径为600mm的球面镜透过率测量,相对于仿真结果最大误差为0.00385%。

关键词：大口径球面镜曲率半径补偿透过率测量光机系统设计

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