[发明专利]基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置

权利要求书

1.一种基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，包括：光纤激光器(1)、准直物镜(2)、第一平面反射镜(3)、第二平面反射镜(5)、第一分光镜(6)、热效应焦距参数测量模块和波像差参数测量模块；光纤激光器(1)出射标准球面波，经准直物镜(2)后产生标准平面波前，被测激光材料(4)放置于第一平面反射镜(3)和第二平面反射镜(5)之间，标准平面波前依次经第一平面反射镜(3)和第二平面反射镜(5)反射，方向发生180°改变，标准平面波前经过被测激光材料(4)后携带被测激光材料(4)的热效应信息，由第一分光镜(6)分为两束，一束为热效应焦距参数测量光束，进入热效应焦距参数测量模块，进行热效应焦距参数测量，另一束为波像差参数测量光束，进入波像差参数测量模块，进行波像差参数测量。

2.如权利要求1所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述热效应焦距参数测量模块包括同轴布置的主尺光栅(7)、基尺光栅(8)、第一成像屏(9)和第一CCD传感器(10)，光栅衍射的各级次波面在第一成像屏(9)上形成第一干涉条纹，第一CCD传感器(10)采集第一干涉条纹传输给计算机(21)，计算机采集第一干涉条纹计算被测激光材料(4)等效热焦距。

3.如权利要求2所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述波像差参数测量模块包括：第三平面反射镜(11)和同轴布置的缩束系统物镜(12)、光栅对(13)、选级滤波器(14)、缩束系统目镜(15)、第二CCD传感器(17)；波像差参数测量光束由第三平面反射镜(11)反射后经缩束系统物镜(12)进行汇聚，光栅对(13)将光束分成波前相位相同、传播方向不同的多个光束，选级滤波器(14)选择光束中的属于光栅对衍射±1级的四个波前，经缩束系统目镜(15)后在CCD靶面上进行干涉，得到第二干涉条纹，第二CCD传感器(17)采集第二干涉条纹传输给计算机(21)，计算机(21)根据第二干涉条纹的光强分布计算波像差参数。

4.如权利要求3所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，还包括：光轴一致性调节判断单元，包括：第二分光镜(16)、第四平面反射镜(18)、第二成像屏(19)和第三CCD传感器(20)，第二分光镜(16)设置在缩束系统目镜(15)和第二CCD传感器(17)之间，第二分光镜(16)反射的光束经第四平面反射镜(18)反射后成像于第二成像屏(19)，由第三CCD传感器(20)采集光斑传输给计算机(21)进行光轴调节判断，保证测量装置光轴一致性。

5.如权利要求1所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述光纤激光器(1)的出射端位于准直物镜(2)的焦点位置。

6.如权利要求1所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述光纤激光器(1)的出射端设置光阑，通过光阑调节出射光束口径。

7.如权利要求1所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述被测激光材料(4)布置于三维调节架上，通过三维调节架调节被测激光材料(4)的光轴与光束的光轴保持一致。

8.如权利要求2所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述主尺光栅(7)和基尺光栅(8)相互平行。

9.如权利要求3所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述光栅对(13)为两块栅线方向相互垂直的光栅对。

10.如权利要求2所述的基于双光栅剪切干涉的一体化激光材料热效应测量装置，其特征在于，所述计算机(21)基于测量公式(1)，确定主尺光栅(7)和基尺光栅(8)的光栅夹角、光栅间距后，分别采集标准准直光源和加入被测激光材料(4)后的干涉条纹，计算出两组干涉条纹的夹角，即可测量出被测系统的等效焦距参数；

其中，d为光栅间距；θ为光栅夹角；为放入被测激光材料(4)前后干涉条纹夹角。