本技術(shù)涉及空間光學(xué)，更具體地，涉及一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在對(duì)光束發(fā)散角調(diào)控和指向調(diào)控有需求的光學(xué)系統(tǒng)(例如大型光學(xué)成像系統(tǒng)、激光器或者加速器等)中，通常利用反射鏡承接來自光源的光束，并將光束反射至后端光學(xué)系統(tǒng)中。然而，由于此類光學(xué)系統(tǒng)的光源出光口與后端光學(xué)系統(tǒng)之間的距離較遠(yuǎn)(例如，在有的系統(tǒng)中甚至可達(dá)幾十甚至上百米)，因此承接光束的前端反射鏡對(duì)光束的高質(zhì)量傳播至關(guān)重要。為了盡可能的避免光能量損失，光束往往以掠入射的形式照射，因而要求反射鏡尺寸較大。同時(shí)，為了保證反射光的波前可以維持，反射鏡的面形精度往往需要達(dá)到納米級(jí)，這對(duì)高精度光學(xué)加工提出了極大挑戰(zhàn)。除此之外，由于反射鏡的鏡體還需要承擔(dān)較高功率的非均勻光熱輻照，由此產(chǎn)生的熱變形會(huì)對(duì)反射光的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，如何高效調(diào)節(jié)反射鏡的面形，使其更加有效地控制光束的指向和發(fā)散角，是需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反射鏡面形的實(shí)時(shí)調(diào)控，不僅能夠保持反射波的波前，實(shí)現(xiàn)對(duì)光束指向的高精度調(diào)控，還能夠?qū)崿F(xiàn)光束微弧度甚至微納弧度級(jí)的發(fā)散角調(diào)控。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：反射鏡、面形檢測(cè)裝置、計(jì)算分析裝置和補(bǔ)償光發(fā)生裝置。其中：所述反射鏡，用于接收來自第一光源的入射光，并出射反射光；所述面形檢測(cè)裝置，用于獲取所述入射光入射后所述反射鏡的初始面形的信息；所述計(jì)算分析裝置，用于根據(jù)所述初始面形的信息生成第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置向所述反射鏡發(fā)射第一補(bǔ)償光；所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述第一指示信息向所述反射鏡發(fā)射所述第一補(bǔ)償光，所述第一補(bǔ)償光用于將所述反射鏡的初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘巍?/p>

3、基于本技術(shù)提供的方案，通過獲取反射鏡的面形的信息，利用補(bǔ)償光對(duì)反射鏡的表面進(jìn)行照射，使得反射鏡經(jīng)過補(bǔ)償光照射后的表面產(chǎn)生預(yù)設(shè)的非均勻形變，由初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘危瑥亩肷涔饨?jīng)過產(chǎn)生形變的表面反射后的出射的方向和發(fā)散角產(chǎn)生變化，即達(dá)到調(diào)節(jié)反射光的指向和發(fā)散角的目的。本技術(shù)的方案與現(xiàn)有技術(shù)相比無需復(fù)雜的反射鏡設(shè)計(jì)和高精度的光學(xué)加工，同時(shí)系統(tǒng)中無需采用溫度傳感器，從而避免了采用溫度傳感器等元件帶來的精度和分辨率的極限，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的實(shí)時(shí)光束調(diào)節(jié)。

4、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，還用于向所述計(jì)算分析裝置反饋所述第一補(bǔ)償光的功率信息和位置信息，所述功率信息為所述第一補(bǔ)償光的功率大小和功率分布，所述位置信息為所述第一補(bǔ)償光傳輸至所述反射鏡表面的距離；所述面形檢測(cè)裝置，還用于獲取所述第一面形的第一面形的信息；所述計(jì)算分析裝置，還用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息和所述第一面形的信息生成第二指示信息，所述第二指示信息用于指示所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置向所述反射鏡發(fā)射第二補(bǔ)償光；所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，還用于根據(jù)所述第二指示信息向所述反射鏡發(fā)射第二補(bǔ)償光，所述第二補(bǔ)償光用于將所述第一面形改變?yōu)榈诙嫘巍?/p>

5、基于該方案，通過反饋補(bǔ)償光的功率信息和位置信息能夠進(jìn)一步根據(jù)補(bǔ)償光的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)反射鏡表面面形的動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提升了系統(tǒng)的效率和可靠性。

6、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一補(bǔ)償光用于將所述反射鏡的初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘伟ǎ核龅谝谎a(bǔ)償光用于與所述入射光共同使所述反射鏡的表面的光學(xué)熱場(chǎng)勻化或所述補(bǔ)償光用于對(duì)所述反射鏡的局部區(qū)域加熱使所述反射鏡的局部區(qū)域產(chǎn)生熱形變。

7、本技術(shù)的方案既能夠通過補(bǔ)償光與入射光的熱中和調(diào)平反射鏡的面形，能夠解決大功率光學(xué)器件反射波前難以保持的難題，同時(shí)又能通過對(duì)反射鏡的局部區(qū)域加熱對(duì)表面主動(dòng)致畸，使得反射光發(fā)散角的精度能夠?qū)崿F(xiàn)微弧度甚至微納弧度級(jí)別的調(diào)節(jié)，提升了調(diào)節(jié)的精度。

8、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述初始面形的信息為所述初始面形的峰谷pv值、所述初始面形的均方根rms和所述初始面形的面形斜率中的至少一項(xiàng)；所述第一面形的信息為所述第一面形的峰谷pv值、所述第一面形的均方根rms和所述第一面形的面形斜率中的至少一項(xiàng)。

9、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：環(huán)境控制裝置，其中：所述環(huán)境控制裝置，用于獲取所述反射鏡所處的環(huán)境信息和改變所述反射鏡所處的環(huán)境。

10、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述計(jì)算分析裝置根據(jù)所述環(huán)境信息生成所述環(huán)境控制信息，所述環(huán)境控制信息指示對(duì)所述反射鏡所處的環(huán)境進(jìn)行改變，所述環(huán)境控制裝置根據(jù)所述環(huán)境控制信息改變所述反射鏡所處的環(huán)境。

11、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述環(huán)境信息為所述反射鏡所處的溫度、濕度和真空度中的至少一項(xiàng)。

12、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息和所述環(huán)境信息生成所述第二指示信息。

13、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：溫度檢測(cè)裝置，其中：所述溫度檢測(cè)裝置，用于獲取所述反射鏡表面的溫度分布信息；所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息、所述環(huán)境信息和所述溫度分布信息生成所述第二指示信息。

14、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：溫度檢測(cè)裝置，其中：所述溫度檢測(cè)裝置，用于獲取所述反射鏡表面的溫度分布信息；所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息和所述溫度分布信息生成所述第二指示信息。

15、基于上述方案，通過獲取反射鏡所處的環(huán)境信息和反射鏡表面的溫度分布信息中的至少一項(xiàng)，能夠進(jìn)一步提升生成的指示信息的準(zhǔn)確性和可靠性，從而達(dá)到提升系統(tǒng)性能的目的。

16、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置包括：所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置包括：第二光源、分光裝置、光源發(fā)生裝置和功率測(cè)量裝置，其中：所述第二光源，用于產(chǎn)生第一光束；所述分光裝置，用于將所述第一光束分成第一部分光和第二部分光，并將所述第一部分光輸出至所述光源發(fā)生裝置，將所述第二部分光輸出至所述功率測(cè)量裝置；所述光源發(fā)生裝置，基于所述第一部分光生成所述第一補(bǔ)償光；所述功率測(cè)量裝置，基于所述第二部分光獲取所述功率信息。

17、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還包括：擴(kuò)束縮束裝置，所述擴(kuò)束縮束裝置位于所述第二光源與所述分光裝置之間，用于改變所述第一光束的光斑直徑。

18、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還包括：測(cè)距裝置，所述測(cè)距裝置用于獲取所述位置信息。

19、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還用于生成第二補(bǔ)償光。具體地，所述第二光源，用于向所述擴(kuò)束縮束裝置輸出第三光束；所述擴(kuò)束縮束裝置，用于改變所述第三光束的光斑直徑，并向所述分光裝置輸出第三光束；所述分光裝置，用于將所述第三光束分成第一部分光和第二部分光，并將所述第三光束的第一部分光輸出至所述光源發(fā)生裝置，將所述第三光束的第二部分光輸出至所述功率測(cè)量裝置；所述光源發(fā)生裝置，基于所述第三光束的第一部分光生成所述第二補(bǔ)償光；所述功率測(cè)量裝置，基于所述第三光束的第二部分光獲取所述第二補(bǔ)償光的功率信息；所述測(cè)距裝置，用于獲取所述第二補(bǔ)償光傳輸至所述反射鏡表面的距離。

20、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述反射鏡處于真空環(huán)境時(shí)，所述系統(tǒng)還包括真空腔，所述真空腔包括舷窗，所述舷窗，用于透射來自所述面形檢測(cè)裝置的檢測(cè)光；所述反射鏡，還用于通過所述舷窗將所述檢測(cè)光反射至所述面形檢測(cè)裝置；所述面形檢測(cè)裝置，具體用于通過所述反射鏡反射的所述檢測(cè)光獲取所述初始面形的信息。

21、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：整形模塊，所述整形模塊位于所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置至所述反射鏡之間的光路上，用于對(duì)所述第一補(bǔ)償光進(jìn)行整形。

22、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述整形模塊還用于對(duì)所述第二補(bǔ)償光進(jìn)行整形。