>[0025]图2为本发明实现激光束三维整形流程图。
具体实施方案
[0026]下面结合附图及【具体实施方式】详细介绍本发明。
[0027]图1所示基于波前校正器的激光束三维整形系统，该装置主要包括激光器系统、光束匹配系统、波前探测与校正系统、应用系统、监控系统、计算机控制系统，其中:
[0028]激光器系统，由激光器I与准直镜2组成，对激光器I输出光束准直；
[0029]光束匹配系统，由光束匹配系统的第一透镜7与光束匹配系统的第二透镜8组成，使波前校正器3输出激光束与波前探测器10输入激光束孔径匹配；
[0030]波前探测与校正系统，由波前校正器3、分光镜9与波前探测器10组成，实现波前像差探测与激光束近场位相控制；
[0031]应用系统，由分光镜4、聚焦透镜5与工作台6组成，聚焦透镜5输出整形后的激光束，并作用于工作台6上的工作对象；
[0032]监控系统，由聚焦透镜11与远场相机12组成，远场相机12监控聚焦透镜11输出激光束远场光斑分布；
[0033]计算机控制系统，由移动导轨13、高压放大器14与控制计算机15组成，控制计算机15通过移动导轨13控制远场相机12位置，通过波前探测器10探测系统像差，通过高压放大器14控制波前校正器3驱动器电压，通过工作台6调整工作对象位置。
[0034]激光器I发出的光束经准直镜2准直，进入波前校正器3，输出激光束经分光镜4，反射光进入应用系统，经聚焦透镜5辐照工作台6上的工作对象；分光镜4透射光经由光束匹配系统的第一透镜7与光束匹配系统的第二透镜8组成的光束匹配系统，匹配激光束口径后输入分光镜9，透射光输入波前探测器10测量系统像差，反射光经聚焦透镜11进入远场相机12，米集远场光斑分布图像。
[0035]波前探测器10探测系统像差；控制计算机15控制移动导轨13，确定远场相机12沿光轴的位置；结合系统像差，远场相机12沿光轴的位置及远场相机12采集的远场光斑分布图像，控制计算机15通过高压放大器14控制波前校正器3驱动器电压，实现激光束整形。控制计算机15控制移动导轨13，改变远场相机12沿光轴的位置，采集沿光轴的任意位置远场光斑分布图像，从而在远场相机12处实现激光束三维整形。聚焦透镜5与聚焦透镜11的焦面处于共轭位置，在远场相机12处实现激光束三维整形时，在工作台6处也同步实现激光束三维整形。
[0036]图2所示为基于波前校正器的激光束整形系统于远场相机12处实现激光束三维整形流程图。波前探测器10探测系统像差；控制计算机15控制移动导轨13，确定远场相机12沿光轴的位置；结合系统像差，远场相机12沿光轴的位置及远场相机12采集的远场光斑分布图像，控制计算机15通过高压放大器14控制波前校正器3驱动器电压，实现激光束整形。控制计算机15控制移动导轨13，改变远场相机12沿光轴的位置，采集沿光轴的任意位置远场光斑分布图像，从而在远场相机12处实现激光束三维整形。
【主权项】
1.一种基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:包括激光器系统、光束匹配系统、波前探测与校正系统、应用系统、监控系统和计算机控制系统，其中: 所述的激光器系统，由激光器(I)与准直镜(2)组成，对激光器(I)输出光束准直； 所述的光束匹配系统，由光束匹配系统的第一透镜(7)与光束匹配系统的第二透镜(8)组成，使波前校正器(3)输出激光束与波前探测器(10)输入激光束孔径匹配； 所述的波前探测与校正系统，由波前校正器(3)、分光镜(9)与波前探测器(10)组成，实现波前像差探测与激光束近场相位控制； 所述的应用系统，由分光镜(4)、聚焦透镜(5)与工作台(6)组成，聚焦透镜(5)输出整形后的激光束，并作用于工作台(6)上的应用对象； 所述的监控系统，由聚焦透镜(11)与远场相机(12)组成，远场相机(12)监控聚焦透镜(11)输出激光束远场光斑分布； 所述的计算机控制系统，由移动导轨(13)、高压放大器(14)与控制计算机(15)组成，控制计算机(15)通过移动导轨(13)控制远场相机(12)沿光轴的位置，通过波前探测器(10)探测系统像差，通过高压放大器(14)控制波前校正器(3)驱动器电压，通过工作台(6)调整工作对象位置。2.根据权利要求1所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:激光器(I)发出的光束经准直镜(2)准直，进入波前校正器(3)，输出激光束经分光镜(4)，反射光进入应用系统，经聚焦透镜(5)辐照工作台(6)上的应用对象；分光镜(4)透射光经由透镜(X)与透镜(8)组成的光束匹配系统，激光束口径匹配后输入分光镜(9)，透射光输入波前探测器(10)测量系统像差，反射光经聚焦透镜(11)进入远场相机(12)，采集远场光斑分布图像。3.根据权利要求1所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:波前探测器(10)探测系统像差；控制计算机(15)控制移动导轨(13)，确定远场相机(12)沿光轴的位置；结合系统像差，远场相机(12)沿光轴的位置及远场相机(12)采集的远场光斑分布图像，控制计算机(15)通过高压放大器(14)控制波前校正器(3)驱动器电压，实现激光束整形。4.根据权利要求1或2所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:控制计算机(15)控制移动导轨(13)，改变远场相机(12)沿光轴的位置，从而采集沿光轴的任意位置远场光斑分布图像，实现激光束三维整形。5.根据权利要求1或3所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:聚焦透镜(5)与聚焦透镜(11)的焦面处于共轭位置，在远场相机(12)处实现激光束三维整形时，在工作台(6)处也同步实现激光束三维整形。6.根据权利要求1所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:波前校正器(3)可以是薄膜变形镜、双压电片变形镜、分立表面压电驱动变形镜、连续表面垂直分立致动多道变形镜、微电子机械系统分立表面变形镜、液晶空间光调制器、声光空间光调制器。7.根据权利要求3所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:远场相机(12)固定在移动导轨(13)上，控制计算机(15)通过控制移动导轨(13)沿光轴移动，从而使得远场相机(12)靶面位置也沿光轴移动。8.根据权利要求1所述的基于波前校正器的激光束三维整形系统，其特征在于:波前校正器(3)，波前探测器(10)，远场相机(12)，移动导轨(13)，工作台(6)都由控制计算机(15)控制。
【专利摘要】本发明公开了一种基于波前校正器的激光束三维整形系统，包括激光器系统、光束匹配系统、波前探测与校正系统、应用系统、监控系统与计算机控制系统；利用波前探测器探测系统像差，利用远场相机沿光轴的位置及采集的远场光斑形态分布图像，通过控制计算机计算波前校正器驱动器电压，在远场相机处实现激光束三维整形；利用应用系统与监控系统的共轭关系，在远场相机处实现激光束三维整形时，在应用系统中也同步实现激光束三维整形；在波前校正器行程及校正精度范围内，该装置可实现沿光轴任意位置的激光束整形。本发明不仅能应用于对激光束形状与能量分布有要求的场合，也能应用于对激光束沿光轴方向有特定要求的场合，扩大激光束整形技术的应用范围。
【IPC分类】G02B27/09
【公开号】CN104914584
【申请号】CN201510378943
【发明人】张雨东, 何杰铃, 魏凌, 杨金生, 李喜琪, 何益
【申请人】中国科学院光电技术研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年7月2日