本发明属于高功率激光装置技术领域,特别是一种在高功率激光装置中一条光路中的两个空间滤波器的小孔对准调整装置和方法。
背景技术:
国内外目前用于惯性约束核聚变的高功率激光装置,例如我国的神光п,美国的nif装置,都要涉及到一条光路中的两个空间滤波器小孔对准调整。传统的滤波器小孔对准技术采用的是在主光路的漏光反射镜后面建立一个远场监测系统,分别在光路两处插入凹透镜实现,如图1和图2所示。传统的滤波器小孔对准过程如下,首先在第一空间滤波器2前插入凹透镜1,如图1所示,平行激光经凹透镜1发散后完全充满滤波器小孔3,然后滤波器小孔3的轮廓通过稍微大一点的滤波器小孔6,最终成像到远场探测器9上,得到滤波器小孔3的中心位置信息。之后移除凹透镜1,在第二空间滤波器5前插入凹透镜4,如图2所示,光在滤波器小孔6处完全充满滤波器小孔,最终成像到远场探测器9上,远场探测器9记录小孔6的中心位置信息。通过比对两次的小孔中心位置信息,移动小孔实现对两个滤波器的小孔进行对准。
这种方案对滤波器小孔要求较高,前一个滤波器小孔必须小于后一个滤波器小孔,不然就无法实现对准。
技术实现要素:
本发明的技术在于克服上述现有技术的问题,提供一种基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置,该装置具有设备简、调整易、精度高的特点。
本发明的技术解决方案如下:
一种基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置,包括沿光路依次放置的第一滤波器小孔、第二滤波器小孔和反射镜,其特点在于,在紧贴所述的第二滤波器小孔的前方放置有透射光栅,在该透射光栅的衍射光束方向放置有第二探测器,该第二探测器外接计算机,该计算机分别与所述的第一滤波器小孔和第二滤波器小孔相连。
利用所述的基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置实现高功率激光装置中滤波器小孔对准方法,其特点在于,包括如下步骤:
①在第二滤波器小孔的前面紧贴其小孔放置透射光栅,使第二滤波器小孔的中心和透射光栅的中心重合;
②打开激光器,激光经过投射光栅反射到第二探测器上,第二探测器将采集到焦斑作为参考光轴位置,将焦斑位置传输至计算机;
③将第一凹透镜放置在激光器与第一透镜之间的光路上,使透射光栅产生一级衍射光,第一滤波器小孔轮廓成像在第二探测器上,第二探测器将第一滤波器小孔轮廓图像传输至计算机;
④根据计算机上呈现的第一滤波器小孔轮廓图像,调整第一滤波器小孔,使第一滤波器小孔轮廓图像中心位置与参考光轴位置重合;
⑤将所述的第一凹透镜移出光路,并将凸反镜移入至第四透镜和反射镜之间的光路上,使激光经过凸反镜反射后,通过第二滤波器小孔射入透射光栅,使透射光栅产生一级衍射光,将第二滤波器小孔轮廓成像在第二探测器,第二探测器将第二滤波器小孔轮廓图像传输至计算机;
⑥根据计算机上呈现的第二滤波器小孔轮廓图像,调整第二滤波器小孔,使第二滤波器小孔轮廓图像中心位置与参考光轴位置重合。
与现有技术相比本发明的技术效果如下:
1)通过在紧贴滤波器小孔前放置的透射光栅,透射光栅产生的一级衍射光使滤波器小孔轮廓成像在探测器上,根据探测器上的小孔轮廓图像,精确地将滤波器小孔轮廓调进探测器中心,操作简单。
2)具有设备简、调整易、精度高的特点。
附图说明
图1是传统的滤波器小孔对准调整装置对准第一滤波器小孔的光路示意图。
图2是传统的滤波器小孔对准调整装置对准第二滤波器小孔的光路示意图。
图3是本发明基透射光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置对准第一滤波器小孔的光路示意图。
图4是本发明基透射光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置对准第二滤波器小孔的光路示意图。
图中:1-第一凹透镜2-第一透镜3-第一滤波器小孔4-第二透镜5-第二凹透镜6-第三透镜7-第二滤波器小孔8-第四透镜9-反射镜10-远场缩束透镜11-第一探测器12-第二探测器13-透射光栅14-凸反镜
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图3和图4,图示是本发明基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置的光路示意图,由图可见,本发明基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置,其构成包括:
一紧贴滤波器小孔7前放置的透射光栅13;
由第二探测器12置于所述的透射光栅13的衍射光束方向构成成像系统,所述的第二探测器12的输出接一计算机;
计算机控制的需要自准直调整的滤波器小孔3和滤波器小孔7。
利用所述的基于光栅衍射的滤波器小孔对准调整装置实现高功率激光装置中滤波器小孔对准方法,其特征在于包括如下步骤:
①在第二滤波器小孔7的前面紧贴其小孔放置透射光栅13,使第二滤波器小孔的中心和透射光栅13的中心重合;
②打开激光器,激光经过透射光栅13反射到第二探测器12上,第二探测器12将采集到焦斑作为参考光轴位置,将焦斑位置传输至计算机,确认光轴位置;
③将第一凹透镜1插入到激光器与第一透镜2之间的光路上,使透射光栅13产生一级衍射光,第一滤波器小孔3轮廓成像在第二探测器12上,第二探测器12将第一滤波器小孔3轮廓图像传输至计算机;
④根据计算机上呈现的第一滤波器小孔3轮廓图像,调整第一滤波器小孔3,使第一滤波器小孔轮廓3图像中心位置与参考光轴位置重合;
⑤将所述的第一凹透镜1移出光路,并将凸反镜14移入至第四透镜8和反射镜9之间的光路上,使激光经过凸反镜14反射后,通过第二滤波器小孔7射入透射光栅13,使透射光栅13产生一级衍射光,将第二滤波器小孔7轮廓成像在第二探测器12,第二探测器12将第二滤波器小孔7轮廓图像传输至计算机;
⑥根据计算机上呈现的第二滤波器小孔7轮廓图像,调整第二滤波器小孔7,使第二滤波器小孔7轮廓图像中心位置与参考光轴位置重合。
综上所述,本发明装置和方法具有设备简、调整易、精度高的特点。