高精度激光光束参数（M^2因子）测量系统的研究

Abstract

报道了高精度光束参数(M2因子)测量系统的研究结果.选用Kodak数字化制冷面阵CCD作为系统的探测器,其像元数为1536×1024,像元大小为9 μm×9 μm,16位A/D.本系统采取调节两组平行平面反射镜的位置获得被测光束在沿光轴传输不同位置上的光斑分布.为了对所测光斑进行精确的计算分析,按照国际标准化组织(ISO)的规定研制了一套高精度的光束处理软件,该软件包含图像背景扣除、噪声确定、光斑能量分布的二维和三维显示、直方图像、光束宽度、发散角、M2因子等光束参数的计算功能和测量系统电机控制、CCD曝光时间控制、与脉冲激光的同步控制、误差传递分析及测量结果误差估计等功能.为测量高功率激光器的光束质量,研制了一套大衰减倍数的石英光楔分束器和一组具有楔角的中性定量衰减片,该衰减器抗破坏阈值>500 MW, 光学衰减倍数>100 dB. 采用该测量系统对多种灯抽运、LD抽运固体激光器进行了实验测量. 为了检验以上系统的测量精度,我们研制了LD抽运的固体激光标准横模发生器并用以上光束参数测试系统对其输出光束的M2因子进行了测量.测量结果表明,所测各阶横模M2因子的测量值与它们的理论值完全吻合,从而验证了测量系统的真实性和测量精度.(OG4)