上海光機(jī)所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室利用相干調(diào)制成像(CMI)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大口徑激光束波前的在線精密測(cè)量，通過(guò)片后取樣方式，可同時(shí)測(cè)量光束遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)的強(qiáng)度和相位。在以色列的國(guó)家激光裝置(NLF)上的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，該方法近場(chǎng)分辨率為1.5mm，波前測(cè)量精度達(dá)到十分之一波長(zhǎng)，在性能上明顯優(yōu)于Rochester大學(xué)在美國(guó)的激光驅(qū)動(dòng)器上所采用的技術(shù)。該測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)高功率激光驅(qū)動(dòng)器性能的進(jìn)一步提升具有直接意義。 

　　測(cè)量激光驅(qū)動(dòng)器的光束質(zhì)量的傳統(tǒng)方法一般是通過(guò)直接測(cè)量遠(yuǎn)近場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于孔徑大和功率高等原因，測(cè)量機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，而且由于不能對(duì)相位進(jìn)行測(cè)量，所提供的信息量有限。哈特曼傳感器可以在線檢測(cè)光束的相位分布，但分辨率過(guò)低。為了實(shí)現(xiàn)波前相位的精密測(cè)量并進(jìn)而檢測(cè)光束的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)分布，Rochester大學(xué)和美國(guó)能源部慣性約束聚變辦公室合作，用近十年時(shí)間發(fā)展出了一套基于傳統(tǒng)CDI (Coherent Diffractive Imaging）方法的測(cè)量技術(shù)，并進(jìn)行了175發(fā)次的實(shí)際打靶試驗(yàn)，取得了較好的測(cè)量效果。但由于該方法需要以哈特曼傳感器測(cè)量為基礎(chǔ)，體積過(guò)大而限制了其使用范圍。高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室采用國(guó)際上新出現(xiàn)的CMI技術(shù)所研制的測(cè)量系統(tǒng)，其核心部分僅僅是一塊“毛玻璃”和一臺(tái)CCD，整體尺寸小于15cm×5cm×5cm，可以放置于驅(qū)動(dòng)器的任何位置甚至靶球內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量。該技術(shù)不僅可以用于光束波前的在線檢測(cè)，理論上還可以用于激光等離子體診斷，是一種通用性較好的檢測(cè)技術(shù)。（高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室供稿） 

圖1  (a)                     (b)                            (c)

　　圖1 (a) 是正在用于實(shí)際測(cè)量的系統(tǒng)照片，主要部分僅僅包括一塊隨機(jī)相位版和一個(gè)CCD，結(jié)構(gòu)非常緊湊。圖1(b)是所測(cè)量到的聚焦鏡前面的激光束強(qiáng)度和相位分布，圖1（c）是遠(yuǎn)場(chǎng)焦點(diǎn)的強(qiáng)度分布，所有這些測(cè)量?jī)H僅通過(guò)采集一副衍射強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。 

　　圖2  (a)                     (b)                            (c) 

　　圖2(a)是一塊USAF 1951分辨率板被放置在光束匯聚透鏡的后表面時(shí)，所測(cè)量到的近場(chǎng)束強(qiáng)度像，從中可以看出分辨率在1.5mm左右，遠(yuǎn)高于哈特曼傳感器的分辨率。圖2(b)和圖2(c)是分別用干涉儀和所研制的測(cè)量設(shè)備對(duì)同一塊光學(xué)平板進(jìn)行測(cè)量時(shí)所得到的透射函數(shù)，對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)二者符合的較好。所研制的測(cè)量設(shè)備目前所達(dá)到的測(cè)量精度約為十分之一波長(zhǎng)，這對(duì)于激光驅(qū)動(dòng)器的在線波前檢測(cè)來(lái)說(shuō)已經(jīng)十分理想。