測量激光驅(qū)動器的光束質(zhì)量的傳統(tǒng)方法一般是通過直接測量遠(yuǎn)近場強度來實現(xiàn),由于孔徑大和功率高等原因,測量機構(gòu)較為復(fù)雜,而且由于不能對相位進(jìn)行測量,所提供的信息量有限。哈特曼傳感器可以在線檢測光束的相位分布,但分辨率過低。為了實現(xiàn)波前相位的精密測量并進(jìn)而檢測光束的近場和遠(yuǎn)場分布,Rochester大學(xué)和美國能源部慣性約束聚變辦公室合作,用近十年時間發(fā)展出了一套基于傳統(tǒng)CDI (Coherent Diffractive Imaging)方法的測量技術(shù),并進(jìn)行了175發(fā)次的實際打靶試驗,取得了較好的測量效果。但由于該方法需要以哈特曼傳感器測量為基礎(chǔ),體積過大而限制了其使用范圍。高功率激光物理聯(lián)合實驗室采用國際上新出現(xiàn)的CMI技術(shù)所研制的測量系統(tǒng),其核心部分僅僅是一塊“毛玻璃”和一臺CCD,整體尺寸小于15cm×5cm×5cm,可以放置于驅(qū)動器的任何位置甚至靶球內(nèi)部進(jìn)行測量。該技術(shù)不僅可以用于光束波前的在線檢測,理論上還可以用于激光等離子體診斷,是一種通用性較好的檢測技術(shù)。(高功率激光物理聯(lián)合實驗室供稿)
圖1 (a) (b) (c)
圖1 (a) 是正在用于實際測量的系統(tǒng)照片,主要部分僅僅包括一塊隨機相位版和一個CCD,結(jié)構(gòu)非常緊湊。圖1(b)是所測量到的聚焦鏡前面的激光束強度和相位分布,圖1(c)是遠(yuǎn)場焦點的強度分布,所有這些測量僅僅通過采集一副衍射強度來實現(xiàn)。
圖2 (a) (b) (c)
圖2(a)是一塊USAF 1951分辨率板被放置在光束匯聚透鏡的后表面時,所測量到的近場束強度像,從中可以看出分辨率在1.5mm左右,遠(yuǎn)高于哈特曼傳感器的分辨率。圖2(b)和圖2(c)是分別用干涉儀和所研制的測量設(shè)備對同一塊光學(xué)平板進(jìn)行測量時所得到的透射函數(shù),對比可以發(fā)現(xiàn)二者符合的較好。所研制的測量設(shè)備目前所達(dá)到的測量精度約為十分之一波長,這對于激光驅(qū)動器的在線波前檢測來說已經(jīng)十分理想。
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