【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室朱健強(qiáng)研究員與焦兆陽(yáng)副研究員團(tuán)隊(duì)在大梯度波前功率譜密度(PSD)測(cè)量方面取得進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)提出了一種基于刀口掃描濾波的波前檢測(cè)方法，可實(shí)現(xiàn)大梯度波前中高頻誤差的精密檢測(cè)。相關(guān)成果以“Knife-edge scanning filtering method for mid-spatial frequency errors detection in large-gradient optics”為題發(fā)表于Optics and laser Technology。
 

　　以連續(xù)相位板(CPP)為代表的大梯度相位型光學(xué)元件在高功率激光系統(tǒng)中被廣泛使用。它的中高頻加工誤差需嚴(yán)格控制以保障下游光束質(zhì)量。PSD是中高頻誤差評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。常規(guī)檢測(cè)依賴于干涉儀或輪廓儀進(jìn)行波前測(cè)量，再進(jìn)行PSD分析，而通常大波前梯度會(huì)導(dǎo)致常用的干涉法難以產(chǎn)生有效的干涉條紋或者難以解調(diào)相位信息，從而無法進(jìn)行PSD的有效檢測(cè)。
 

　　針對(duì)該瓶頸問題，研究團(tuán)隊(duì)提出刀口掃描濾波法用于大梯度相位元件的PSD檢測(cè)。本方法利用刀口在波前頻譜面分別沿相反方向進(jìn)行兩次掃描，通過對(duì)每個(gè)掃描方向的系列刀口陰影圖求和并計(jì)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(dòng)態(tài)范圍，且利用相位梯度直接計(jì)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(cè)提供一種成本低廉操作簡(jiǎn)單的全新測(cè)試方案，對(duì)于大梯度相位元件的高效加工與檢驗(yàn)迭代具有重要意義。
 

　　相關(guān)研究得到中科院先導(dǎo)和青促會(huì)等項(xiàng)目的支持。(高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室供稿)
 

圖 1. 刀口掃描濾波法光路圖
 

　　圖2. CPP測(cè)量結(jié)果。(a)兩個(gè)被測(cè)區(qū)域沿x方向的相位梯度測(cè)量結(jié)果。(b)一維PSD測(cè)量結(jié)果。