晶体匹配角离线测量误差实时修正方法
【专利摘要】本发明公开了一种晶体匹配角离线测量误差实时修正方法，应用激光自准直仪监测晶体匹配角测量过程中入射激光漂移角度，若激光漂移角度大于预设阈值0.4″则舍去该角漂过大的测量数据，应用自准直仪监测晶体测量过程中待测晶体发生的旋转角度偏差，将其中保留的旋转角度偏差代入进匹配角计算中。其显著效果是：通过自准直仪对测量过程中光路基准偏移和光学角漂进行实时修正，并在晶体匹配角测量过程中的对动态误差进行了修正，改变了过去只针对基准的静态误差修正情况，保证了晶体匹配角测量的精确性，可以最大程度消除大口径晶体离线测量系统中的动态测量误差。
【专利说明】晶体匹配角离线测量误差实时修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到光学工程【技术领域】，具体地说，是一种晶体匹配角离线测量误差实 时修正方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在固体高功率激光系统中，由于KDP晶体的最佳匹配角跟晶体光轴的切割 工艺、晶体的面形和折射率的不均匀性等因素有关，从而导致准确、快速测量成为当前最佳 匹配角测试中的热点问题。
[0003] 在大口径晶体匹配角离线系统测量过程中一直存在两项误差，即为晶体运动位移 误差、入射激光角度飘移测量误差，这两项误差的存在严重影响测量结果的准确性。
[0004] 然而，国内关于大口径晶体匹配角离线测量误差的修正主要停留在激光准直、晶 体面形影响因素修正等静态因素方面，但在测量过程中关于运动位移误差、激光实时角漂 等影响因素却没有相关的有效处理方法。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种晶体匹配角离线测量误差实时修 正方法，该方法能够消除测量过程中运动位移误差、激光实时角漂等动态测量误差对晶体 匹配角离线测量的影响。
[0006] 为达到上述目的，本发明表述一种晶体匹配角离线测量误差实时修正方法，其关 键在于按照以下步骤进行：
[0007] 步骤1 :在晶体最佳匹配角测量过程中，采用晶体自准直仪监测各测量点在不同 角度下发生的待测晶体旋转角度偏差X'i，其中i为测量序号，i= 1?η;
[0008] 步骤2 :采用激光自准直仪测量入射光束的激光角漂Θ'i，并与预设阈值Θ^比较， 若Θ'i大于Θ^，则删除该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差X'i与晶体支撑机构的电 机位置Xi，若9'i小于Θ^，则保留该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差x'i与晶体支撑 机构的电机位置Xi，并进入步骤3 ;
[0009] 步骤3 :将保留的待测晶体旋转时发生的旋转角度偏差X'i与晶体支撑机构的电 机位置Xi按照Xi=Xi+x' 1进行拟合，得到晶体支撑机构的实际电机位置Xi以及该位置对 应的能量计2和能量计1读数的比值yi，从而实现消除动态测量误差。
[0010] 作为更进一步的技术方案，所述激光角漂预设阈值Stl取值为0.4"。
[0011] 本方法应用激光自准直仪监测测量过程中入射激光漂移角度，如果激光漂移角度 大于预设阈值0. 4"则舍去该角漂过大的测量数据，应用自准直仪监测晶体测量过程中待 测晶体发生的旋转角度偏差，将其中保留的旋转角度偏差代入进匹配角计算中，可以最大 程度消除大口径晶体离线测量系统中的动态测量误差。
[0012] 本发明的显著效果是：通过自准直仪对测量过程中光路基准偏移和光学角漂进行 实时修正，并在晶体匹配角测量过程中的对动态误差进行了修正，改变了过去只针对基准 的静态误差修正情况，保证了晶体匹配角测量的精确性，可以最大程度消除大口径晶体离 线测量系统中的动态测量误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的光路示意图；
[0014] 图2是本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0016] 本发明所采用的晶体匹配角离线测量系统如图1所示，该系统包括激光器、分光 镜1、分光镜2、潜望镜1、潜望镜2、大口径标准镜以及待测晶体，激光自所述激光器发出，由 所述分光镜1将入射激光分为两束：一束入射到能量计1上，另一束经过所述潜望镜1入射 到待测晶体后的潜望镜2上，经过潜望镜2反射后由所述分光镜2将入射光束分为两束：其 中一束入射到能量计2。
[0017] 其中，所述激光器为1053nm激光器，型号为PL3143A-2-DPSS，主要性能指标参数 为输出激光波长为l〇53nm;脉宽为50ps;重复频率为2Hz;激光能量为50mJ;能量稳定性为 1. 5%;发散角为0. 5mrad;所述激光自准直仪采用红外激光高精度光电数显自准直仪，它采 用双光源设计：包括用于粗准直的635nm可见红光光源以及用于精确准直的1053nm红外激 光光源。它不仅可以利用自身光源进行自准直或测角，还可接受外来红外激光进行准直或 测角，具有数据自动采集和保存功能，易于实现智能化控制。其主要性能指标参数：自准直 精度与测角精度均优于1"，测角范围约1200"。
[0018] 所述晶体自准直仪采用ColIapexAC300型数显光电自准直仪，该准直仪具有数据 自动采集和保存功能，易于实现智能化控制。其主要性能指标参数：自准直精度优于1"， 测角精度优于0.3"，测角范围约1200"。
[0019] 如图2所示，本发明表述了一种晶体匹配角离线测量误差实时修正方法，按照以 下步骤进行：
[0020] 步骤1 :对能量计1和2的能量计量读数进行采集，完成待测晶体上不同匹配角状 态时的能量变化值的测量，令测得离散点的坐标为（Xi+x'i，yi)，并采用晶体自准直仪监测 测量点在不同角度下发生的待测晶体旋转角度偏差X'i，其中，Xi为晶体支撑机构的电机位 置，i为测量序号，YiS晶体在不同匹配角时能量计2与能量计1读数的比值，i= 1?η;
[0021] 步骤2 :采用激光自准直仪测量入射光束的激光角漂Θ'i，并与预设阈值Θ^比较， 若Θ'i大于Θ^，则删除该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差X'i与晶体支撑机构的电 机位置Xi，若9'i小于Θ^，则保留该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差x'i与晶体支撑 机构的电机位置\，并进入步骤3;本例中所述Qtl取值为0.4";
[0022] 步骤3:将保留的待测晶体旋转时发生的旋转角度偏差X'i与晶体支撑机构的电 机位置Xi按照Xi=Xi+x' 1进行拟合，得到晶体支撑机构的实际电机位置Xi以及该位置对 应的能量计2和能量计1读数的比值yi，从而实现消除动态测量误差。
[0023] 因此，消除动态误差后的晶体最佳匹配角计算方法如下：
[0024] 已知晶体最佳匹配角的拟合曲线方程为：
[0025]Pm(x) =aQ+ap+...amxm
[0026] 则每一个离散点（Xi+x'i,y)与拟合曲线上对应的点（Xi+x'i,Pm(Xi+x'D)差的平 方和为：
[0027]
【权利要求】
1. 一种晶体匹配角离线测量误差实时修正方法，其特征在于按照以下步骤进行： 步骤1:在晶体最佳匹配角测量过程中，采用晶体自准直仪监测各测量点在不同角度 下发生的待测晶体旋转角度偏差X' i，其中i为测量序号，i = 1?n ; 步骤2:采用激光自准直仪测量入射光束的激光角漂0\，并与预设阈值0。比较，若 0 ' i大于0 ^，则删除该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差x' 1与晶体支撑机构的电机 位置Xi，若小于0 〇,则保留该次测量得到的待测晶体旋转角度偏差与晶体支撑机 构的电机位置Xi，并进入步骤3 ; 步骤3 :将保留的待测晶体旋转时发生的旋转角度偏差X'，与晶体支撑机构的电机位 置Xi按照x i= x i+X' 1进行拟合，得到晶体支撑机构的实际电机位置x i以及该位置对应的 能量计2和能量计1读数的比值yi，从而实现消除动态测量误差。
2. 根据权利要求1所述的晶体匹配角离线测量误差实时修正方法，其特征在于：步骤2 中所述激光角漂的预设阈值取值为〇.4"。
【文档编号】G01M11/00GK104483098SQ201410672266
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】徐旭, 叶朗, 熊召, 独伟锋, 袁晓东, 刘长春, 周海, 贺群 申请人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心