基于散焦光栅的高效光束对准系统及其校正性能

本文主要探讨了基于散焦光栅成像装置的光束对准系统，这是一个创新性的解决方案，用于解决传统光束漂移测量和校正系统存在的结构复杂、实时性低的问题。散焦光栅在该系统中起到了关键作用，它通过捕捉光束衍射产生的±1级光斑位置的变化，实现对光束平漂（即光束沿垂直方向的位移）和角漂（即光束偏斜）的精确测量。通过控制两块倾斜镜，系统能够有效地进行实时校正。 光束对准系统的核心在于衍射光斑的形态变化，这直接影响了系统对漂移量的敏感度和测量精度。相机的采样能力也至关重要，因为它决定了系统获取和处理图像信息的速度和分辨率。实验结果显示，这个系统能够在静态和准静态条件下实现稳定的闭环控制，显著提高了光束对准的精度。光束校正后的离轴残差仅为0.1毫米，这意味着系统在保持光束直线传播方面具有极高的稳定性。倾斜残差大约为12°，这是衡量系统角漂纠正效果的重要指标。 然而，文章并未止步于理论分析，还通过实验证明了系统的实际性能。进一步的研究指出，尽管系统已经表现出良好的性能，但仍存在改进的空间。可能的方向包括提升相机的采样速度，优化衍射光栅的设计以提高对微小漂移的响应，或者开发更高效的算法来增强系统的实时性和准确性。 基于散焦光栅成像装置的光束对准系统代表了一种高效、实时的光学对准技术，对于需要高精度光束控制的应用领域，如激光加工、精密光学仪器等具有重要的实际意义。未来的研究将继续探索如何优化这一系统，以满足更高精度和更复杂环境下的应用需求。