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      激光光束空間相干長度測量裝置及其測量方法與流程

      文檔序號:11102664閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種激光光束空間相干長度測量裝置,包括激光器、探測器、數(shù)據(jù)處理裝置和多孔陣列板,

      所述的激光器用于產生激光光束;

      所述的多孔陣列板具備多個非等間距的小孔,所述激光光束通過所述多個小孔產生干涉圖,即光強分布;

      所述的探測器用于接收通過所述多個小孔的激光光束并采集該激光光束的光強分布數(shù)據(jù);

      所述的數(shù)據(jù)處理裝置用于接收所述光強分布數(shù)據(jù)并根據(jù)該光強分布數(shù)據(jù)計算所述激光光束的空間相干長度。

      2.根據(jù)權利要求1所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,所述的多孔陣列板上非等間距的小孔排列在同一直線上。

      3.根據(jù)權利要求2所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,所述的小孔為尺寸大小一致的圓形小孔。

      4.根據(jù)權利要求2所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,小孔間距是相鄰兩小孔中心位置之間的距離,所述相鄰兩小孔中心位置之間的距離的最大值小于激光光束的尺寸大小。

      5.根據(jù)權利要求1所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,所述小孔數(shù)量為6。

      6.根據(jù)權利要求5所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,所述的6個小孔在多孔陣列板上自上而下依次分別是第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔,所述的第一小孔和第二小孔的間距為2D,第二小孔和第三小孔的間距為D,第三小孔和第四小孔的間距為4D,第四小孔和第五小孔的間距為6D,第五小孔和第六小孔的間距為8D,D為一預定長度。

      7.根據(jù)權利要求6所述的激光光束空間相干長度測量裝置,其特征在于,當所述激光光束通過6個非等間距小孔的兩兩組合時,第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔、第六小孔兩兩組合得到間距分別為D、2D、3D、4D、5D、6D、7D、8D、10D、11D、13D、14D、18D、19D和21D的15對小孔,即獲得15對間距不同的小孔對。

      8.一種激光光束空間相干長度測量方法,包括以下步驟:

      S1、使激光光束照射到一個多孔陣列板上,所述的多孔陣列板具備多個非等間距的小孔,所述激光光束通過所述多個小孔產生干涉圖,即光強分布;

      S2、探測器接收通過所述多孔陣列板的激光光束并采集所述激光光束的光強分布數(shù)據(jù);

      S3、根據(jù)所述光強分布數(shù)據(jù)計算該激光光束的空間相干長度。

      9.根據(jù)權利要求8所述的激光光束空間相干長度測量方法,其特征在于,在所述的步驟S3中,對光強分布數(shù)據(jù)做傅里葉變換計算得到傅里葉變換頻譜:

      當所述的小孔數(shù)量為6時,所述的光強分布數(shù)據(jù)是

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      式中I1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)、I4(x,y)、I5(x,y)和I6(x,y)分別為第一小孔、第二小孔、第三小孔、第四小孔、第五小孔和第六小孔各自的衍射光強在所述探測器上坐標為(x,y)點處的光強強度大小,I(x,y)為I1(x,y)、I2(x,y)、I3(x,y)、I4(x,y)、I5(x,y)和I6(x,y)相干疊加后在所述探測器上坐標為(x,y)點處的總光強強度大小,記It(x,y)=I1(x,y)+I2(x,y)+I3(x,y)+I4(x,y)+I5(x,y)+I6(x,y),|μij|和βij分別為第i個孔與第j個孔所在位置處兩束激光空間相干度的幅值和它們之間的相位延遲,δ為兩束激光由于空間位置不同引起的位相差,|μij|也就是該干涉條紋的對比度;

      所述的傅里葉變換頻譜是:

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      式中v是頻率域坐標,vij為第i個孔與第j個孔間距對應的空間頻率,

      以中心頻譜的幅值大小It(x,y)對傅里葉變換頻譜進行歸一化得到各次級頻譜的幅值大小,則各次級頻譜的幅值大小Iij(x,y)為

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      將各次級頻譜的幅值大小乘以比例系數(shù)1/αij,所得結果|μij|即為該次級頻譜對應的小孔對形成干涉圖的對比度;

      以小孔對間距為橫坐標,對應小孔對形成干涉圖的對比度為縱坐標,得到干涉條紋對比度隨小孔間距變化曲線,則干涉條紋對比度為0.707所對應的小孔對間距,即為該激光光束的空間相干長度。

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