上海光機(jī)所在單次曝光準(zhǔn)相位差波前檢測(cè)方面取得進(jìn)展

發(fā)布：cyqdesign 2023-11-01 12:43 閱讀：943

上海光機(jī)所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室提出了一種基于多焦斐波那契波帶片的改進(jìn)型單次曝光準(zhǔn)相位差波前傳感技術(shù)，相關(guān)成果發(fā)表于Applied Physics Letters。

相位差波前傳感器對(duì)光學(xué)硬件無(wú)特殊要求，環(huán)境要求低，無(wú)需校準(zhǔn)，光路緊湊，具有良好的測(cè)量精度。作為一類定量波前測(cè)量和圖像恢復(fù)的常用手段，相位差技術(shù)已成為自適應(yīng)和主動(dòng)光學(xué)系統(tǒng)中波前傳感器的主要技術(shù)之一，可用于望遠(yuǎn)鏡自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)和大功率激光裝置光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)等。傳統(tǒng)相位差法的波前檢測(cè)精度受限于焦面和離焦面的不確定分離距離，且需多次數(shù)據(jù)采集獲得多幅強(qiáng)度分布圖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。

研究人員改進(jìn)了傳統(tǒng)相位差法，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于多焦斐波那契波帶片的改進(jìn)型單次曝光準(zhǔn)相位差波前傳感技術(shù)。斐波那契波帶片可使焦面和離焦面產(chǎn)生固定間距，因此在給定系統(tǒng)參數(shù)的情況下，探測(cè)器記錄的任意兩相鄰面之間的分離距離保持不變，這一結(jié)果能有效克服不確定分離距離對(duì)波前檢測(cè)精度的影響。實(shí)驗(yàn)表明，單個(gè)探測(cè)器可同時(shí)采集包含焦面和離焦面的圖像陣列，并將其應(yīng)用于實(shí)時(shí)定量波前檢測(cè)；探測(cè)器可放置于非焦面位置，以避免焦平面能量對(duì)探測(cè)器靶面的損傷，可用于高功率激光裝置。單次準(zhǔn)相位差法具有裝置緊湊、恢復(fù)速度快、操作簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于實(shí)時(shí)波前測(cè)量和圖像恢復(fù)等領(lǐng)域；此外，多焦斐波那契結(jié)構(gòu)在x射線成像和太赫茲探測(cè)領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。

圖1 (a)基于多焦斐波那契波帶片的單次準(zhǔn)相位差波前傳感裝置，(b)強(qiáng)度陣列，(c)多焦斐波那契波帶片的中心附近區(qū)域放大圖

圖2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

該項(xiàng)研究得到了上海市楊帆計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1063/5.0157109

關(guān)鍵詞：相位差波傳感器波帶片

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