CCD非线性响应影响高能激光光束质量评价：单缝衍射标定与灰度修复

本文主要探讨了在高能激光系统中，利用电荷耦合器件（CCD）进行近远场能量分布测量时，CCD的光电响应非线性特性对其光束质量评估产生的影响。激光器的光束质量是衡量其性能的关键指标，包括近场填充因子（FF）和远场的能量分布，这两者对于激光系统的稳定性和效率至关重要。 CCD的光电响应非线性特性意味着在高能量密度下，其响应与输入光强不成简单的线性关系。这种特性可能导致在高功率激光环境下，CCD对光强度的测量出现偏差，进而影响光束质量的准确评估。文章提出了一个基于单缝衍射的CCD光电响应标定方法，旨在校正这种非线性效应。单缝衍射是一种经典的方法，通过控制光的衍射特性来获得CCD的动态范围和量子效率等参数，从而进行准确的响应特性校准。 通过实施这种方法，作者对某CCD进行了标定，并将标定结果应用到理论模拟和实际系统的近远场能量分布上。他们进行了灰度修复，这是一种数据处理技术，用于补偿由于CCD非线性响应引起的图像失真。修复过程旨在恢复原始光强分布，以便更准确地计算填充因子和远场环围能量。 研究结果显示，灰度修复对近场填充因子的影响显著，可以提升大约1%到2%，这意味着通过修正非线性效应，可以改善光束在近场的聚焦效果。然而，对于远场评价，尽管也有一定程度的修正，但总体影响较小，基本保持了原有的评估精度。这表明在远场，CCD的非线性特性影响相对有限，可能更适合用于粗略的远场质量评估。 这篇文章强调了在高功率激光系统中对CCD非线性响应进行校准的必要性，以及灰度修复技术在优化光束质量评估中的作用。这对于激光系统的精确设计、优化和控制具有实际意义，特别是在追求更高光束质量和效率的现代激光技术中。