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[發明專利]一種緊湊型大口徑光柵壓縮器及其光柵平行度調節方法有效

專利信息
申請號: 201910034307.6 申請日: 2019-01-15
公開(公告)號: CN109725431B 公開(公告)日: 2020-12-25
發明(設計)人: 崔勇;高妍琦;饒大幸;徐光;王韜;李大為;楊朋千;樊全堂;張天雄;趙曉暉;單翀;曹兆棟 申請(專利權)人: 中國工程物理研究院上海激光等離子體研究所
主分類號: G02B27/44 分類號: G02B27/44;G02B7/00;H01S3/00
代理公司: 上海智力專利商標事務所(普通合伙) 31105 代理人: 周濤
地址: 201899 上*** 國省代碼: 上海;31
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 緊湊型 口徑 光柵 壓縮器 及其 平行 調節 方法
【權利要求書】:

1.一種緊湊型大口徑光柵壓縮器中光柵平行度的調節方法,該光柵壓縮器為對稱結構,它包括第一大口徑光柵(1)、第二大口徑光柵(2)、第一大口徑反射鏡(3)、第二大口徑反射鏡(4)、第三大口徑光柵(5)、第四大口徑光柵(6),所述第一大口徑反射鏡(3)與第二大口徑反射鏡(4)之間左右對稱設置,所述第一大口徑光柵(1)與第二大口徑光柵(2)的表面之間相互平行,第三大口徑光柵(5)與第四大口徑光柵(6)的表面之間相互平行, 所述第一大口徑光柵(1)與第四大口徑光柵(6)在橫向上位于同一條直線上,所述第二大口徑光柵(2)與第三大口徑光柵(5)在橫向上位于同一條直線上,經過增益介質后能量放大的光束入射至第一大口徑光柵(1),光束被第一大口徑光柵(1)衍射,傳輸一段距離后入射至第二大口徑光柵(2),光束經第二大口徑光柵(2)衍射后的傳輸方向與入射到第一大口徑光柵(1)的方向平行,光束傳輸一段距離后入射至第一大口徑反射鏡(3),經第一大口徑反射鏡(3)反射后光束傳輸方向與第一大口徑光柵(1)、第二大口徑光柵(2)的表面均相互平行,傳輸一段距離后入射至第二大口徑反射鏡(4),經第二大口徑反射鏡(4)反射并傳輸一段距離后入射至第三大口徑光柵(5),經第三大口徑光柵(5)衍射并傳輸一段距離后入射至第四大口徑光柵(6),經第四大口徑光柵(6)衍射并傳輸一段距離后從該光柵壓縮器出射,所述第一大口徑光柵(1)、第二大口徑光柵(2)、第三大口徑光柵(5)、第四大口徑光柵(6)均為介質膜光柵,光柵常數均為d,所述第一大口徑反射鏡(3)、第二大口徑反射鏡(4)均為介質膜反射鏡;

其特征在于,該方法具體包括以下步驟:

S1、建立基準光路,該基準光路包括激光器(7)、擴束器(8)、取樣鏡(9)、角錐鏡(10)、透鏡(11)、物鏡(12)、CCD(13)、顯示器(14),所述激光器(7)輸出的光束經擴束器(8)擴束后,透射通過取樣鏡(9),然后注入角錐鏡(10),所述角錐鏡(10)將光束反射后,光束沿原路徑返回,光束沿原路徑返回時經過取樣鏡(9)反射,然后依次經透鏡(11)、物鏡(12)后成像到CCD(13)上,所述CCD(13)與顯示器(14)相連接,調整CCD(13)的位置使得光斑處于顯示器(14)的屏幕中心,并作為光柵平行度調節的基準;

S2、第四大口徑光柵的方位、俯仰調節,將S1中角錐鏡(10)移出,在基準光路中插入五角棱鏡(15),五角棱鏡(15)包括第一入射面(151)、第二入射面(152)、第一平面(153)、第二平面(154)、第三平面(155),所述第一入射面(151)和第二入射面(152)之間相互垂直;

經擴束器(8)擴束后的光束經過五角棱鏡(15)的第一入射面(151)后傳輸方向發生90°偏轉,然后入射到第四大口徑光柵(6)上,入射到第四大口徑光柵(6)后的反射光沿原入射光路方向返回,觀察反射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第四大口徑光柵(6)的方位、俯仰,使得反射光斑的位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第四大口徑光柵(6)的方位、俯仰調節;

S3、第二大口徑光柵的方位、俯仰調節,按照順時針方向將五角棱鏡(15)旋轉90°,經擴束器(8)擴束后的光束經過五角棱鏡(15)的第二入射面(152)后傳輸方向發生90°偏轉,然后入射到第二大口徑光柵(2)上,入射到第二大口徑光柵(2)后的反射光沿原入射光路方向返回,觀察反射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第二大口徑光柵(2)的方位、俯仰,使得反射光斑的位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第二大口徑光柵(2)的方位、俯仰調節;

S4、第一大口徑光柵的方位、俯仰調節,經擴束器(8)擴束后的光束經過五角棱鏡(15)的第一入射面(151)后傳輸方向發生90°偏轉,然后入射到第一大口徑光柵(1)上,入射到第一大口徑光柵(1)后的反射光沿原入射光路方向返回,觀察反射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第一大口徑光柵(1)的方位、俯仰,使得反射光斑的位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第一大口徑光柵(1)的方位、俯仰調節;

S5、第三大口徑光柵的方位、俯仰調節,按照順時針方向將五角棱鏡(15)旋轉90°,經擴束器(8)擴束后的光束經過五角棱鏡(15)的第二入射面(152)后傳輸方向發生90°偏轉,然后入射到第三大口徑光柵(5)上,入射到第三大口徑光柵(5)后的反射光沿原入射光路方向返回,觀察反射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第三大口徑光柵(5)的方位、俯仰,使得反射光斑的位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第三大口徑光柵(5)的方位、俯仰調節;

S6、第四大口徑光柵的面內角度調節,在S1構建的基準光路中插入四角棱鏡(16),所述四角棱鏡(16)包括第一入射面(161)和第二入射面(162),所述第一入射面(161)和第二入射面(162)之間的夾角為α,所述夾角α的對角為β,所述角α=2β=90°-arcsin[λ/(2d)],其中λ為波長,d為光柵常數,經擴束器(8)擴束后的光束經過四角棱鏡(16)的第一入射面(161)后傳輸方向發生角度為α的偏轉,以波長λ的利特羅角入射至第四大口徑光柵(6)上,入射到第四大口徑光柵(6)后的衍射光沿原入射光路方向返回,觀察衍射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第四大口徑光柵(6)的面內旋轉,使得衍射光斑的左右位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第四大口徑光柵(6)的面內角度調節;

S7、第二大口徑光柵的面內角度調節,按照順時針方向將四角棱鏡(16)旋轉(180-α)°,經擴束器(8)擴束后的光束經過四角棱鏡(16)的第二入射面(162)后傳輸方向發生角度為α的偏轉,以波長λ的利特羅角入射至第二大口徑光柵(2)上,入射到第二大口徑光柵(2)后的衍射光沿原入射光路方向返回,觀察衍射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第二大口徑光柵(2)的面內旋轉,使得衍射光斑的左右位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第二大口徑光柵(2)的面內角度調節;

S8、第一大口徑光柵的面內角度調節,經擴束器(8)擴束后的光束經過四角棱鏡(16)的第一入射面(161)后傳輸方向發生角度為α的偏轉,以波長λ的利特羅角入射至第一大口徑光柵(1)上,入射到第一大口徑光柵(1)后的衍射光沿原入射光路方向返回,觀察衍射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第一大口徑光柵(1)的面內旋轉,使得衍射光斑的左右位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第一大口徑光柵(1)的面內角度調節;

S9、第三大口徑光柵的面內角度調節,按照順時針方向將四角棱鏡(16)旋轉(180-α)°,經擴束器(8)擴束后的光束經過四角棱鏡(16)的第二入射面(162)后傳輸方向發生角度為α的偏轉,以波長λ的利特羅角入射至第三大口徑光柵(5)上,入射到第三大口徑光柵(5)后的衍射光沿原入射光路方向返回,觀察衍射光斑在顯示器(14)屏幕上的位置,調節第三大口徑光柵(5)的面內旋轉,使得衍射光斑的左右位置處于顯示器(14)的屏幕中心位置,從而完成第三大口徑光柵(5)的面內角度調節。

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