专利名称：离焦量测试系统及测试方法
技术领域：
本发明属光学检测技术领域，涉及一种离焦量测试系统及测试方法，尤其涉及一种激光光学系统中所用大口径激光缩束系统的离焦量测试系统及测试方法。
背景技术：
神光III主机装置中，主光路中激光束的传输、整形与取样，采用了多组大口径激光缩束系统，要保证光束通过大口径激光缩束系统后不改变传输激光光束的平行性，大口径激光缩束系统对接时离焦量的控制十分重要。
传统的测试方法由激光平行光管产生标准的平面波，将缩束系统置于平行光管的光路出口处，激光束经过缩束系统缩束后，由波前测试装置测试缩束系统的离焦量。这种方法需要一个标准平行光管，对于大口径激光缩束系统，需要一个口径比其更大、波前质量更高的激光平行光管。研制大口径高质量激光平行光管，造价十分昂贵，经济性差。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述问题，本发明提出了一种集成度高、结构紧凑以及自动化程度高的离焦量测试系统及测试方法。本发明的技术解决方案是本发明提供了一种离焦量测试系统，其特殊之处在于所述离焦量测试系统包括光源、小口径缩束系统、大口径缩束系统、自准元件以及波前测试装置；所述小口径缩束系统包括分光镜、准直物镜以及准直目镜；所述分光镜设置在光源的出射光路上；所述准直物镜设置在经分光镜透射后的透射光路上；所述大口径缩束系统以及自准元件依次设置在经分光镜与准直物镜透射后的透射光路上；所述透射光依次经过大口径缩束系统以及自准元件后形成自准光；所述自准光依次经过大口径缩束系统、准直物镜以及分光镜后并由分光镜反射至准直目镜；所述波前测试装置设置在经准直目镜透射后的透射光路上。上述波前测试装置包括波前传感器以及与波前传感器电性相连的计算机；所述波前传感器设置在经准直目镜透射后的透射光路上。上述波前传感器是哈特曼波前传感器。上述自准元件包括但不限于平面反射镜。上述光源是激光点光源。一种基于离焦量测试系统的离焦量测试方法，其特殊之处在于所述测试方法包括以下步骤I)由光源发出出射光经过小口径缩束系统的分光镜、准直物镜透射后准直成平面波；2)将步骤I)所得到的准直后的平面波依次从大口径缩束系统准直目镜后入射至自准元件后形成自准光；3)自准光依次经过大口径缩束系统以及小口径缩束系统缩束后形成透射光；
4)将步骤3)所得到的透射光束通过波前测试装置测试此时大口径缩束系统的离焦量。本发明的优点是本发明所提供的离焦量测试系统将准直物镜、分光镜与准直目镜作为的小口径缩束系统，且该小口径缩束系统的离焦量为零，当激光点源经分光镜透射后，由小口径缩束系统的准直物镜准直成平面波，准直后的平面波从大口径缩束系统的准直目镜处正入射，并将扩束后的激光束经准直元件自准，自准激光束经过大口径缩束系统缩束后注入到小口径缩束系统的准直物镜，经分光镜反射，并经其准直目镜透射后，由计算机控制哈特曼波前传感器测试此时大口径缩束系统的离焦量，同时可获取大口径缩束系统的透射波前。本发明无需大口径激光平行光管，可快速对大口径激光缩束系统离焦量进行测量，经济性好，集成度高，结构紧凑，自动化程度高，适合大口径激光缩束系统离线、在线的装调和测试。
图I是本发明所提供离焦量测试系统的结构示意图；其中I-激光器、2-分光镜、3-准直物镜、4-大口径缩束系统、5-平面反射镜、6-准直目镜、7-哈特曼波前传感器、8-计算机。
具体实施例方式参见图1，本发明提供了一种离焦量测试系统，该离焦量测试系统包括光源、小口径缩束系统、大口径缩束系统4、自准元件以及波前测试装置；小口径缩束系统的准直物镜3设置在光源与分光镜2的透射光路上；大口径缩束系统4以及自准元件依次设置在经小口径缩束系统的准直物镜3透射后的透射光路上；透射光依次经过大口径缩束系统4以及自准元件后形成自准光；自准光依次经过大口径缩束系统4以及小口径缩束系统缩束后形成透射光；波前测试装置设置在经小口径缩束系统的透射光路上，自准元件包括但不限于平面反射镜5，光源是由激光器I所发出的激光点光源。小口径缩束系统包括分光镜2、准直物镜3以及准直目镜6 ;分光镜2设置在光源的出射光路上；准直物镜3设置在经分光镜2透射后的透射光路上；准直目镜6设置在自准光经分光镜2反射后的反射光路上。波前测试装置包括波前传感器以及与波前传感器电性相连的计算机8 ;波前传感器设置在经准直目镜6透射后的透射光路上，波前传感器是哈特曼波前传感器7。本发明在提供上述测量装置的同时，还提供了缺乏平行光管的离焦量测试方法，该方法的具体工作过程是I、准直物镜3、分光镜2与准直目镜6组成的小口径缩束系统离焦量为零，需提前标定。2、将激光点源I经分光镜2透射后，由准直物镜3准直成平面波。3、将准直后的平面波从大口径缩束系统的准直目镜处正入射，并将扩束后的激光束经平面镜5自准，自准激光束经过缩束系统4缩束后注入到准直物镜3，经分光镜2反射后，经准直目镜6准直，由计算机8控制哈特曼波前传感器7测试此时大口径缩束系统的离焦量，同时可获取 大口径缩束系统的透射波前。
权利要求
1.一种离焦量测试系统，其特征在于所述离焦量测试系统包括光源、小口径缩束系统、大口径缩束系统、自准元件以及波前测试装置；所述小口径缩束系统包括分光镜、准直物镜以及准直目镜；所述分光镜设置在光源的出射光路上；所述准直物镜设置在经分光镜透射后的透射光路上；所述大口径缩束系统以及自准元件依次设置在经分光镜与准直物镜透射后的透射光路上；所述透射光依次经过大口径缩束系统以及自准元件后形成自准光；所述自准光依次经过大口径缩束系统、准直物镜以及分光镜后并由分光镜反射至准直目镜；所述波前测试装置设置在经准直目镜透射后的透射光路上。
2.根据权利要求I所述的离焦量测试系统，其特征在于所述波前测试装置包括波前传感器以及与波前传感器电性相连的计算机；所述波前传感器设置在经准直目镜透射后的透射光路上。
3.根据权利要求2所述的离焦量测试系统，其特征在于所述波前传感器是哈特曼波前传感器。
4.根据权利要求I或2或3所述的离焦量测试系统，其特征在于所述自准元件包括但不限于平面反射镜。
5.根据权利要求4所述的离焦量测试系统，其特征在于所述光源是激光点光源。
6.一种基于权利要求1-5任一权利要求所述的离焦量测试系统的离焦量测试方法,其特征在于所述测试方法包括以下步骤 1)由光源发出出射光经过小口径缩束系统的分光镜、准直物镜后准直成平面波； 2)将步骤I)所得到的准直后的平面波依次从大口径缩束系统后入射至自准元件后形成自准光； 3)自准光经过依次经过大口径缩束系统以及小口径缩束系统后形成透射光； 4)将步骤3)所得到的透射光通过波前测试装置测试此时大口径缩束系统的离焦量。
全文摘要
本发明涉及一种离焦量测试系统及测试方法，该离焦量测试系统包括光源、小口径缩束系统、大口径缩束系统、自准元件以及波前测试装置；小口径缩束系统包括分光镜、准直物镜以及准直目镜；分光镜设置在光源的出射光路上；所述准直物镜设置在经分光镜透射后的透射光路上；大口径缩束系统以及自准元件依次设置在经分光镜与准直物镜透射后的透射光路上；透射光依次经过大口径缩束系统以及自准元件后形成自准光；自准光依次经过大口径缩束系统、准直物镜以及分光镜后并由分光镜反射至准直目镜；波前测试装置设置在经准直目镜透射后的透射光路上。本发明提出了一种集成度高、结构紧凑以及自动化程度高的离焦量测试系统及测试方法。
文档编号G01M11/02GK102749185SQ201210232918
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者张洁, 李坤, 段亚轩, 胡丹丹, 赛建刚, 赵建科, 陈永权 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所