【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯合實驗室朱健強研究員與焦兆陽副研究員團隊在大梯度波前功率譜密度(PSD)測量方面取得進展。團隊提出了一種基于刀口掃描濾波的波前檢測方法，可實現大梯度波前中高頻誤差的精密檢測。相關成果以“Knife-edge scanning filtering method for mid-spatial frequency errors detection in large-gradient optics”為題發表于Optics and laser Technology。
以連續相位板(CPP)為代表的大梯度相位型光學元件在高功率激光系統中被廣泛使用。它的中高頻加工誤差需嚴格控制以保障下游光束質量。PSD是中高頻誤差評價的重要指標。常規檢測依賴于干涉儀或輪廓儀進行波前測量，再進行PSD分析，而通常大波前梯度會導致常用的干涉法難以產生有效的干涉條紋或者難以解調相位信息，從而無法進行PSD的有效檢測。
針對該瓶頸問題，研究團隊提出刀口掃描濾波法用于大梯度相位元件的PSD檢測。本方法利用刀口在波前頻譜面分別沿相反方向進行兩次掃描，通過對每個掃描方向的系列刀口陰影圖求和并計算它們的差異來提取波前相位梯度。它原理上保證了較大的動態范圍，且利用相位梯度直接計算波前PSD從而省略了波前重建過程。本工作有望為高端元件的中高頻檢測提供一種成本低廉操作簡單的全新測試方案，對于大梯度相位元件的高效加工與檢驗迭代具有重要意義。
相關研究得到中科院先導和青促會等項目的支持。(高功率激光物理聯合實驗室供稿)
圖 1. 刀口掃描濾波法光路圖
圖2. CPP測量結果。(a)兩個被測區域沿x方向的相位梯度測量結果。(b)一維PSD測量結果。
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