[发明专利]一种获取激光晶体热透镜的焦距及球差的方法和装置

权利要求书

1.一种获取激光晶体热透镜的焦距及球差的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，确定波前信息与激光晶体热透镜焦距和球差之间的反演模型，其中，所述波前信息包括Zernike球差系数C_Zer和光束质量因子M²；

步骤S2，确定或测量得到反演参数集，所述反演参数集包括：热应力系数ε(γ)、波数k、晶体的半径r₀、波长λ、基模发散角θ₀、基膜束腰半径w₀，以及波前信息；

步骤S3，基于所述反演参数集中的反演参数以及所述波前信息与激光晶体热透镜焦距和球差之间的反演模型，得到激光晶体热透镜焦距和球差。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括以下步骤：

步骤S11，建立光束质量因子M²与激光晶体热透镜的焦距和Zernike球差之间的关系模型；

步骤S12，确定基模束腰半径w₀与激光晶体热透镜焦距f之间的关系模型w₀(f)；

步骤S13，考虑影响球差项的热应力系数ε(γ)，调整光束质量因子M²与激光晶体热透镜的焦距和Zernike球差之间的关系模型；

步骤S14，确定波前信息Zernike球差系数C_Zer与激光晶体球差之间的反演模型；

步骤S15，确定波前信息光束质量因子M²和Zernike球差系数C_Zer与激光晶体热透镜焦距之间的反演模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11包括以下步骤：

步骤S111，建立赛德尔像差与赛德尔球差系数之间的关系模型；

步骤S112，建立赛德尔球差系数与Zernike球差系数之间的关系模型；

步骤S113，建立光束质量因子M²与激光晶体热透镜焦距和Zernike球差之间的关系模型。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述光束质量因子M²与激光晶体热透镜的焦距和Zernike球差之间的关系模型表示为：

其中，k为波数，λ表示波长，C_Zer表示Zernike球差系数，r₀表示晶体的半径。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，基模束腰半径w₀与激光晶体热透镜焦距f之间的关系模型w₀(f)表示为：

其中，λ表示波长，a、b用于表征光线入射参考面和出射参考面之间光学元件的近轴聚焦性质，g₁和g₂表示谐振腔几何参数因子。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调整后的光束质量因子M²与激光晶体热透镜的焦距和Zernike球差之间的关系模型表示为：

其中，k为波数，λ表示波长，ε(γ)表示热应力系数，C_Zer表示Zernike球差系数，r₀表示晶体的半径。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述波前信息Zernike球差系数C_Zer与激光晶体球差之间的反演模型表示为：

其中，C_crystal表示激光晶体球差，δL_i表示光学系统中各个透镜的球差值。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述波前信息光束质量因子M²和Zernike球差系数C_Zer与激光晶体热透镜焦距之间的反演模型表示为：

其中，r₀表示晶体的半径，k为波数，λ表示波长，ε(γ)表示热应力系数。