毫米级大口径连续相位板波前检测方法及其实验验证

大口径连续相位板（Continuous Phase Plate, 简称CPP）是高功率激光系统中不可或缺的衍射光学元件，主要用于光束整形。其独特的性质在于具有毫米级的空间周期和大相位梯度的波前特征。这些特性使得传统的基于大口径干涉仪的检测方法难以胜任，因为它们无法精确捕捉这种微小且复杂的相位变化。 为了解决这一问题，研究者提出了一种创新的解决方案，即采用小口径高分辨率干涉仪与子孔径拼接技术相结合。通过这种方式，可以将多个小尺寸的子孔径进行数据融合，形成一个整体的大面积检测区域。具体来说，他们设计了一种针对圆形孔径的新数据融合算法，该算法旨在减小误差并提高测量精度。同时，他们还研发了一套子孔径拼接检测装置，用于实际操作。 实验结果显示，该方法在一块330毫米×330毫米的连续相位板元件检测中取得了显著效果。即使面对毫米级别的空间周期，检测系统的最大波前梯度能够达到惊人的3微米每厘米，这是传统大口径干涉仪无法比拟的。检测的重复性精度也非常高，达到了6纳米（RMS）。更为重要的是，通过波前数据模拟得到的焦斑特性与高功率激光系统在远场的实际焦斑特性有良好的一致性，这表明这种方法在实际应用中的效能得到了验证。 大口径连续相位板的波前检测技术是一项重要的进展，它不仅提高了测量精度，而且通过子孔径拼接和新型算法的应用，克服了大尺寸元件检测的难题，对于优化高功率激光系统的性能具有重要意义。这项研究为衍射光学元件的精确控制和优化提供了新的途径，对于激光技术的未来发展具有推动作用。