真空压缩室光栅失调的监控调节装置及方法与流程

文档序号:15579765发布日期:2018-10-02 17:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置,特征在于其构成包括分光棱镜(1)、第一半反半透镜(2)、第一远场探测系统(3)、第一自相关仪(4)、第三半反半透镜(12)、第四半反半透镜(13)、第二远场探测系统(15)、第二自相关仪(14)、由第一光栅(5)、第二光栅(6)、第三光栅(7)、第四光栅(8)构成的双通道平行光栅对压缩器,以及放置在该第二光栅(6)和第三光栅(7)之间的第一平面镜(9)、第二半反半透镜(10)和第二平面镜(11),所述的双通道平行光栅对压缩器放置于真空压缩室内,所述的分光棱镜(1)、第一光栅(5)、第二光栅(6)、第三光栅(7)和第四光栅(8)分别置于三维调整架上;

监测光束经所述的分光棱镜(1)分为反射光束A1和透射光束A2,反射光束A1进入所述的第一远场探测系统(3),透射光束A2经第一半反半透镜(2)后进入真空压缩室,依次经所述的第一光栅(5)、第二光栅(6)和第一平面镜(9),射入到所述的第二半反半透镜(10),该第二半反半透镜(10)将透射光束A2分为反射光束A21和透射光束A22,透射光束A22依次经所述的第二平面镜(11)、第三光栅(7)和第四光栅(8),入射到第三半反半透镜(12),经第三半反半透镜(12)分为反射光束A3和透射光束A4,反射光束A3进入所述的第二自相关仪(14),透射光束A4经所述的第四半反半透镜(13)进入所述的第二远场探测系统(15);反射光束A21沿原光路返回,依次经所述的第二光栅(6)和第一光栅(5)出射后经第一半反半透镜(2)分束,其中反射光束A211进入第一自相关仪(4)中,将分光棱镜(1)旋转90°后,透射光束A212通过分光棱镜(1)反射进入第一远场探测系统(3)中。

2.根据权利要求1所述的高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置,其特征在于,所述的第一远场探测系统(3)和第二远场探测系统(15)均由法布里珀罗干涉仪(16)、消色散镜(17)、显微物镜(18)、CCD(19)构成,其中法布里珀罗干涉仪(16)用于对光束进行光谱调制,选择出有固定频率间隔的几个光谱成分,然后通过消色散镜(17)进行聚焦,经由显微物镜(18)放大成像倍数,最后经由CCD(19)显示出各光谱成份的相对位置变化和与理想位置的位移变化。

3.根据权利要求2所述的高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置,其特征在于第一自相关仪(4)的时间分辨率、第二自相关仪(14)的时间分辨率,法布里珀罗干涉仪(16)的光谱成分波段间隔、消色散镜(17)的焦距、显微物镜(18)的放大倍率、以及CCD(19)的分辨率均根据实际系统对出射光束的质量要求来定。

4.根据权利要求1所述的高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置,其特征在于所述的分光棱镜(1)、第一光栅(5)、第二光栅(6)、第三光栅(7)、第四光栅(8)的调整架均可绕三维角度方向旋转,分别是绕实验室坐标系的x轴、y轴、z轴旋转,并由步进电机控制。

5.根据权利要求1所述的高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置,其特征在于所述的分光棱镜(1)有两用,其一是将入射光束引入第一远场探测系统(3)用于校准,其二是分光棱镜(1)90°旋转后将反方向的反射光束引入第一远场探测系统(3)用于光栅失调的监测。

6.利用权利要求1-5任一所述的高能拍瓦系统里真空压缩室光栅失调的监控调节装置进行监控调节的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:

步骤1.定义光栅对12个自由度的角度失调量:ζ1,η1,θ1分别为第一光栅(5)绕x轴,y轴和z轴旋转的失调角度,即为俯仰角,水平角和绕轴角;ζ2,η2,θ2则为第二光栅(6)绕x轴,y轴和z轴旋转的失调角度;ζ3,η3,θ3分别为第三光栅(7)绕x轴,y轴和z轴旋转的失调角度;ζ4,η4,θ4分别为第四光栅(8)绕x轴,y轴和z轴旋转的失调角度,失调角度由步进电机控制调节;

步骤2.定义监测设备的监测量,对于远场探测系统呈现的图像,以理想焦斑位置为坐标系原点,横轴为x轴方向,纵轴y轴方向,δx1,δy1分别为图像上距离最远的两个焦斑点的横轴和纵轴位移之差,即第一光栅(5)和第二光栅(6)失调时呈现在第一远场探测系统(3)的最大波长与最小波长焦斑沿x轴和y轴的位移之差;xλ01,yλ01分别为第一远场探测系统(3)呈现图像最中间的一个焦斑点相对于坐标系原点沿x轴y轴方向的位移,即第一光栅(5)和第二光栅(6)失调时中心波长对应焦斑相对于坐标系原点处的理想焦斑位置沿x轴和沿y轴方向的位移;τ1为呈现在第一自相关仪(4)上出射光相对于入射光脉冲宽度的差值,即为光栅色散造成的延迟,当失调导致剩余角色散时,会导致脉宽进一步加宽;呈现在第二远场探测系统(15)和第二自相关仪(14)上相应的监测量分别为δx2,δy2,xλ02,yλ02,τ2,用于监测第三光栅(7)和第四光栅(8)的失调;

步骤3.根据第二半反半透镜(10)的分束作用,对失调角的调节分为两个阶段:

第一阶段、根据第二半反半透镜(10)反射回的反射光束A21,通过第一自相关仪(4)和第一远场探测系统(3)的监测量δx1,δy1,xλ01,yλ01,τ1来调节第一光栅(5)、第二光栅(6)六个自由度的角度失调量ζ1,η1,θ1,ζ2,η2,θ2,使得失调量变为0,即理想光栅状态,调节完毕后进入第二阶段;

第二阶段、根据第二半反半透镜(10)透射后的透射光束A22,通过第二自相关仪(14)和第二远场探测系统(15)的监测量δx2,δy2,xλ02,yλ02,τ2来调节第三光栅(7)、第四光栅(8)六个自由度的角度失调量ζ3,η3,θ3,ζ4,η4,θ4,使得失调量变为0。

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