首页 > 论文 > 光学学报 > 28卷 > 8期(pp:-1595)

激光光束实时监测与自动准直系统设计

Design of Laser Beam Real-Time Monitoring and Adaptive Collimation System

  • 摘要
  • 论文信息
  • 参考文献
  • 被引情况
  • PDF全文
分享:

摘要

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直; 监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。经测试,设计装置的调整精度达0.5 μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移。

Abstract

A new device is developed for real-time monitoring of laser beam quality and adaptive collimating of laser beam direction. Based on lens imaging principle, the device is composed of one CCD camera for two-dimensional imaging of laser spot and two piezoelectrically drived mirrors to correct laser beam shift by the principle of two points exactly defining a line in space. The adaptive control is performed through a home-made computer program using Lab View software. The system can collimate the beam direction in a resolution of 0.5 μrad and 1 Hz adjusting frequency, and correct the laser spot shift of period above 1 s.

广告组1 - 空间光调制器+DMD
补充资料

中图分类号:TP242;TP273.2

所属栏目:光学设计与制造

基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KGCX-YW-417-2)、国家基金重点项目(2006CB806001)和上海市浦江人才计划项目(07pj14091)资助课题。

收稿日期:2007-11-12

修改稿日期:2008-03-27

网络出版日期:0001-01-01

作者单位    点击查看

尉鹏飞:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800中国科学院研究生院, 北京 100049
刘军:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
李晓芳:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
陈晓伟:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
刘鹏:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
李儒新:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
徐至展:中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800

联系人作者:尉鹏飞(personinjoy@hotmail.com)

备注:尉鹏飞(1981-),男,博士研究生,主要从事原子分子与激光强场相互作用等方面的研究。

【1】N. L. Wagner, E. A. Gibson, T. Popmintchev et al.. Self-compression of ultrashort pulses through ionization-induced spatiotemporal reshapings[J]. Phys. Rev. Lett., 2003, 97(17): 173902-1~173902-4

【2】E. Gagnon, I. Thomann, A. Paul et al.. Long-term carrier-envelope phase stability from a grating-based chirped pulse amplifier[J]. Opt. Lett., 2006, 31(12): 1866~1868

【3】Peng Yan, Xu Han, Yang Xuan et al.. Generation of carrier-envelope-phase stabilized 6 fs ultrashort pulses and their application in high-order harmonic generation[J]. Chin. J. Lasers, 2006, 33(11): 1486~1489
彭滟, 徐晗, 杨旋 等. 载波包络相位稳定的6 fs超快强激光脉冲及其在高次谐波产生中的应用[J]. 中国激光, 2006, 33(11): 1486~1489

【4】R. Velotta, N. Hay, M. B. Mason et al.. High-order harmonic generation in aligned molecules[J]. Phys. Rev. Lett., 2001, 87(18): 183901-1~183901-4

【5】S. J. Boege, E. S. Bliss, C. J. Chocol et al.. NIF pointing and centering systems and target alignment using a 351 nm laser source[C]. Proc. SPIE, 1997, 3047: 248~258

【6】F. R. Holdener, E. Ables, E. S. Bliss et al.. Beam control and diagnostic functions in the NIF transport spatial filter[C]. Proc. SPIE, 1997, 3047: 692~699

【7】Daizhong Liu, Renfang Xu, Dianyuan Fan. Design and performance of a video-based laser beam automatic alignment system[J]. Chin. Opt. Lett., 2004, 2(2): 92~94

【8】Daizhong Liu, Fengnian Lu, Jinzhou Cao et al.. Design and application of a laser beam alignment system based on the imaging properties of a multi-pass amplifier[J]. Chin. Opt. Lett., 2006, 4(10): 601~604

【9】E. S. Bliss, M. Feldman, C. S. Vann et al.. Laser chain alignment with low power local light sources[C]. Proc. SPIE, 1995, 2633: 760~767

【10】A. Stalmashonak, N. Zhavoronkov, I. V. Hertel et al.. Spatial control of femtosecond laser system output with submicroradian accuracy[J]. Appl. Opt., 2006, 45(6): 1271~1274

【11】Cao Lingzhi, Cui Guangzhao, Wu Gang. Modern Testing Technique and Virtual Instruments[M]. Beijing: Beihang University Press, 2003. 151~168
曹玲芝,崔光照,吴刚. 现代测试技术及虚拟仪器[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2003. 151~168

【12】Wang Yiping, Li Anmin, Yun Binfeng et al.. Fiber Bragg grating sensor system based on virtual instrument and tunnable laser technology[J]. Acta Optica Sinica, 2006, 26(8): 1132~1135
汪弋平,李安民,恽斌峰 等. 基于虚拟仪器和可调谐激光技术的光纤光栅传感系统[J]. 光学学报, 2006, 26(8): 1132~1135

【13】Lu Fengnian, Liu Daizhong, Xu Renfang et al.. Performance of image processing in beams automatic alignment system[J]. Optical Technique, 2005, 31(3): 335~337
吕凤年,刘代中,徐仁芳 等. 图像处理在光路自动准直系统中的应用[J]. 光学技术, 2005, 31(3): 335~337

【14】Defeng Zheng, Xiangzhao Wang, Feng Tang. An improved method of angle measurement with a position sensitive detector[J]. Chin. Opt. Lett., 2007, 5(7): 403~406

引用该论文

Wei Pengfei,Liu Jun,Li Xiaofang,Chen Xiaowei,Liu Peng,Li Ruxin,Xu Zhizhan. Design of Laser Beam Real-Time Monitoring and Adaptive Collimation System[J]. Acta Optica Sinica, 2008, 28(8): 1590-1595

尉鹏飞,刘军,李晓芳,陈晓伟,刘鹏,李儒新,徐至展. 激光光束实时监测与自动准直系统设计[J]. 光学学报, 2008, 28(8): 1590-1595

被引情况

【1】卢泉,韩保君,刘上乾,王会峰. 基于双激光准直电荷耦合器的弯曲度测量方法. 中国激光, 2010, 37(2): 543-548

【2】华恒祺,赵学庆,薛全喜,黄珂,郑国鑫,肖伟伟. 紫外激光双脉冲串放大实验中的光路自动准直. 中国激光, 2010, 37(S1): 167-171

【3】高国昌,司磊,马浩统,夏雪球. 基于散焦光栅成像装置的光束对准系统. 光学学报, 2013, 33(s1): 112005--1

【4】曾沛颖,刘代中,彭增云,汤晓云,纪彤,朱宝强,刘德安,朱健强. 基于以太网的自动准直系统研究. 中国激光, 2014, 41(3): 302009--1

【5】王伟,李东坚,李红光,王拯洲,曹世康. 衍射光栅非规则图像自适应调焦系统. 光学 精密工程, 2014, 22(4): 822-828

【6】王大辉,钱航,赵学庆,马连英,张永生,邵碧波,冯刚,易爱平,赵军. 基于荧光成像的准分子激光系统多路光束自动准直. 光学 精密工程, 2015, 23(4): 949-955

【7】王 玮,巴音贺希格,潘明忠,宋 莹,李文昊. 扫描干涉场曝光系统中光束对准误差及其控制. 光学学报, 2017, 37(7): 722003--1

【8】刘亲厚,冯国英,邓国亮,王国振,龙凤琼. 准直误差对光束质量因子测量影响的理论与实验研究. 中国激光, 2017, 44(9): 905001--1

【9】李红,林强,杨朋千,张艳丽,刘代中,朱宝强,朱健强. 基于光斑形状光束快速自动准直算法. 光子学报, 2017, 46(11): 1114002--1

【10】黄战华,方石,张亚男,蔡怀宇,张尹馨. 基于位置传感器的空间激光准直系统标定技术. 激光与光电子学进展, 2018, 55(11): 110401--1

您的浏览器不支持PDF插件,请使用最新的(Chrome/Fire Fox等)浏览器.或者您还可以点击此处下载该论文PDF