基于衍射光栅阵列的哈特曼波前传感器

摘要

本发明涉及一种基于衍射光栅阵列的哈特曼波前传感器。该传感器包括光学匹配系统、第一和第二傅立叶透镜、CCD1和CCD2探测器；还包括分光镜、第一衍射光栅阵列和第二衍射光栅阵列。第一和第二衍射光栅阵列均由变空间频率的子光栅紧密排列组成，并分别与紧贴前面或后面的第一和第二傅立叶透镜耦合实现波前孔径分割；通过选取子光栅的衍射级数控制各子波前孔径聚焦光斑在CCD探测器的动态范围，以达到高精度条件下实现调整哈特曼波前传感器测量动态范围目的。本发明克服了现有哈特曼中测量精度与动态范围之间不可调和的矛盾问题；且结构简单、性能稳定、应用性强；适用于光学加工检测、各类高功率激光波前相位和光束质量检测等领域。

主权项

一种基于衍射光栅阵列的哈特曼波前传感器，包括光学匹配系统(1)、CCD1探测器(5)和CCD2探测器(8)，第一傅立叶透镜(4)和第二傅立叶透镜(7)；其特征在于还包括在光学匹配系统(1)之后添加一个分光镜(2)，在分光镜(2)的透射面、第一傅立叶透镜(4)前面或者后面，且紧贴着第一傅立叶透镜(4)添加第一衍射光栅阵列(3)，在分光镜(2)的反射面、第二傅立叶透镜(7)前面或者后面，且紧贴着第二傅立叶透镜(7)添加第二衍射光栅阵列(6)；所述衍射光栅阵列与傅立叶透镜耦合实现波前孔径分割；所述分光镜(2)将待测激光分为两束，一束经过第一衍射光栅阵列(3)和第一傅立叶透镜(4)后形成聚焦光斑阵列，聚焦光斑阵列被位于第一傅立叶透镜(4)焦平面处的CCD1探测器(5)采集；另一束经过第二衍射光栅阵列(6)和第二傅立叶透镜(7)后形成聚焦光斑阵列，聚焦光斑阵列被位于第二傅立叶透镜(7)焦平面处的CCD2探测器(8)采集；CCD1探测器(5)和CCD2探测器(8)分别获取待测激光波前正交方向上的斜率信息后，由正交方向上的斜率信息便可重构待测激光波前分布情况。