大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬光學領域，設及一種晶體折射率均勻性測量裝置，尤其設及一種基 于夏克-哈特曼波前傳感器實現大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著我國神光III主機裝置的建設，大口徑單軸晶體在慣性約束聚變系統中作為頻 率轉換元件，對系統最終輸出能量起著至關重要的影響。尤其是大口徑KDP晶體，它是大功 率激光器中倍頻器件和電光開關的關鍵材料，其材料質量和元件加工質量都很大程度影響 裝置最終指標的實現。晶體在生長過程中的結構缺陷或內應力引起的光彈效應、晶體自身 重力、晶體表面形變、裝配感生應力及溫度變化都有可能導致晶體的折射率空間分布不均 勻。折射率的不均勻性將導致光束的空間分布存在不同程度的相位失配，從而引起=倍頻 系統的轉換效率下降。
[0003] 目前測量單軸晶體折射率均勻性方法主要采用正交偏振干設測量（OPI)法，其工 作原理為大口徑激光干設儀的輸出激光束經過偏振片變為線偏振光，調整偏振方向讓激光 束的偏振態分別平行于單軸晶體的O軸和e軸，得到兩幅干設圖，通過運兩幅干設圖的差值 得到單軸晶體的折射率分布不均勻性。此方法缺點為：1)依靠國外進口的大口徑干設儀， 其價格昂貴，測量成本高；2)干設儀輸出中屯、波長固定，無法實現實際工作波段下的單軸 晶體折射率均勻性測量；3)干設儀輸出激光偏振態固定，不能實現正交偏振態的切換；4) 測量需在輸出激光的測試端口處放置偏振片，偏振態的消光比極大的影響了干設條紋的對 比度；5)此方法無法扣除干設儀相移器引入的傾斜變化對單軸晶體折射率均勻性測量引 入的誤差；6)此方法易受環境氣流擾動和振動的影響。 【實用新型內容】
[0004] 為了解決【背景技術】中存在的問題，本實用新型提出了一種大口徑單軸晶體折射率 均勻性測量裝置，該裝置通過對待測大口徑單軸晶體二維掃描，實現大口徑單軸晶體折射 率均勻性測量；該方法為動態測量，不受波長限制，W及外界環境氣流和振動的影響，并很 好的保證測量精度。 陽〇化]本實用新型采用的技術解決方案如下：
[0006] 本實用新型提供了一種大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置，其特殊之處在 于：所述大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置包括激光器、準直鏡、起偏器、待測大口徑 單軸晶體、半透半反鏡、會聚鏡、積分球功率計、縮束系統物鏡、縮束系統目鏡、夏克-哈特 曼波前傳感器W及計算機；所述準直鏡、起偏器W及半透半反鏡依次設置在激光器的出射 光所在光路上；所述半透半反鏡將入射至半透半反鏡的光進行反射W及透射并分別形成反 射光W及透射光；所述會聚鏡設置在反射光所在光路上并將反射光會聚至積分球功率計 中；所述縮束系統物鏡、縮束系統目鏡W及夏克-哈特曼波前傳感器依次設置在透射光所 在光路上；待測大口徑單軸晶體置于起偏器和半透半反鏡之間；所述計算機分別與積分球 功率計、夏克-哈特曼波前傳感器W及待測大口徑單軸晶體相連。
[0007] 上述大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置還包括二維掃描機構，所述待測大口 徑單軸晶體固定在二維掃描機構上；所述計算機與二維掃描機構相連并通過二維掃描機構 帶動待測大口徑單軸晶體實現二維運動。
[0008] 上述大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置還包括用于驅動起偏器旋轉的驅動 器；所述計算機與驅動器相連并通過驅動器帶動起偏器旋轉。
[0009] 本實用新型的優點是：
[0010] 本實用新型提供了一種大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置，利用起偏器實現 O光和e光的選擇，并有效的去除了環境背景雜散光的影響；利用會聚鏡和積分球功率計， 確保起偏器3起偏的線偏振光偏振方向與單軸晶體內部O光或者e光方向相同；利用夏 克-哈特曼波前傳感器實現系統本底波前、〇光波前和e光波前的動態測量，再根據計算公 式得到單軸晶體折射率均勻性分布，其不受波前傾斜，外界環境氣流擾動和振動對測量結 果的影響；利用二維掃描機構實現對待測大口徑單軸晶體折射率均勻性二維分布測量；本 實用新型可根據實際單軸晶體工作波長選擇激光器，不受傳統方法波長限制，工作波段寬， 該測量裝置結構簡單、穩定性高、重復性好，測量結果置信度高。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型所提供的大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置的光路結構 不意圖； 陽〇1引其中：
[0013] 1-激光器；2-準直鏡；3-起偏器；4-待測大口徑單軸晶體；5-半透半反鏡；6-會 聚鏡；7-積分球功率計；8-縮束系統物鏡；9-縮束系統目鏡；10-夏克-哈特曼波前傳感 器；11-計算機；
【具體實施方式】
[0014] 如圖1所示，本實用新型提供了一種大口徑單軸晶體折射率均勻性測量裝置，該 裝置由激光器1、準直鏡2、起偏器3、待測大口徑單軸晶體4、半透半反鏡5、會聚鏡6、積分 球功率計7、縮束系統物鏡8、縮束系統目鏡9、夏克-哈特曼波前傳感器10和計算機11組 成。準直鏡、起偏器W及半透半反鏡依次設置在激光器的出射光所在光路上；半透半反鏡將 入射至半透半反鏡的光進行反射W及透射并分別形成反射光W及透射光；會聚鏡設置在反 射光所在光路上并將反射光會聚至積分球功率計中；縮束系統物鏡、縮束系統目鏡W及夏 克-哈特曼波前傳感器依次設置在透射光所在光路上；待測大口徑單軸晶體置于起偏器和 半透半反鏡之間；計算機分別與積分球功率計、夏克-哈特曼波前傳感器W及待測大口徑 單軸晶體相連。
[0015] 圖1中激光器1波長可根據實際單軸晶體使用波長定制；起偏器3可電動旋轉，將 激光器1輸出的圓偏振光起偏為線偏振光；待測大口徑單軸晶體4固定在二維掃描機構上， 由計算機11控制實現其二維運動。會聚鏡6和積分球功率計7組成監視系統，保證經起偏 器3起偏的線偏振光偏振方向與單軸晶體內部O光或者e光方向相同。
[0016] 本實用新型具體步驟為：①系統本底波前測量；②O光波前測量；③e光波前測 量；④待測大口徑單軸晶體折射率