4-71 高能激光束强度时空分布诊断系统

高学燕　关有光　周殿华　周 山　谢川林　何均章　傅淑珍 苏 毅

　　高能激光束强度时空分布诊断系统用于测量高能激光束总能量以及某一横截面上的激光强度时空分布，进而可给出任一瞬时的光斑质心位置、光斑二阶矩尺寸、任意环围能量（功率）半径、峰值功率密度、光斑质心随时间的抖动参数、长曝光光斑分布参数等。该系统具有极好的光斑三维立体图和二维等值线图实时显示功能（见图1）。

　　该系统由探头信号处理系统和数据处理软件组成。激光能量测量原理是吸收激光能量后的探头温升与激光入射能量间一定的函数依赖关系，该关系可通过实验标定近似得到。激光束强度分布测量方法是强激光束经过无畸变的衰减器衰减后变为弱光光斑，并由光电二极管阵列进行测量。信号处理系统实现多路电流信号和多路电压信号的放大、A/D变换、数据打包发送。数据处理软件实现数据采集和激光束光斑变化的实时显示以及光斑参数的计算等。

　　该系统的主要技术参数有：探测波长为0.9~1.7mm；探测激光出光时间为0.1~10s；测试最大光斑f 250mm；探头面f 300mm；探测器空间分辨率为1cm；数据采集帧频为20Hz或100Hz；数据采集卡A/D位数为16位；靶面不均匀性小于2%；能量测量不确定度小于9%；探头小于f 300mm´100mm；探头质量小于7kg。通过在光路上放置一定分光比的分束镜可大大提高该系统的动态范围。

　　该系统体积小、重量轻，使用中无需复杂的调光过程，得到了很好的应用。