本技術(shù)涉及空間光學(xué)，更具體地，涉及一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在對光束發(fā)散角調(diào)控和指向調(diào)控有需求的光學(xué)系統(tǒng)(例如大型光學(xué)成像系統(tǒng)、激光器或者加速器等)中，通常利用反射鏡承接來自光源的光束，并將光束反射至后端光學(xué)系統(tǒng)中。然而，由于此類光學(xué)系統(tǒng)的光源出光口與后端光學(xué)系統(tǒng)之間的距離較遠(yuǎn)(例如，在有的系統(tǒng)中甚至可達(dá)幾十甚至上百米)，因此承接光束的前端反射鏡對光束的高質(zhì)量傳播至關(guān)重要。為了盡可能的避免光能量損失，光束往往以掠入射的形式照射，因而要求反射鏡尺寸較大。同時(shí)，為了保證反射光的波前可以維持，反射鏡的面形精度往往需要達(dá)到納米級，這對高精度光學(xué)加工提出了極大挑戰(zhàn)。除此之外，由于反射鏡的鏡體還需要承擔(dān)較高功率的非均勻光熱輻照，由此產(chǎn)生的熱變形會(huì)對反射光的質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，如何高效調(diào)節(jié)反射鏡的面形，使其更加有效地控制光束的指向和發(fā)散角，是需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對反射鏡面形的實(shí)時(shí)調(diào)控，不僅能夠保持反射波的波前，實(shí)現(xiàn)對光束指向的高精度調(diào)控，還能夠?qū)崿F(xiàn)光束微弧度甚至微納弧度級的發(fā)散角調(diào)控。

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種調(diào)節(jié)光束的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：反射鏡、面形檢測裝置、計(jì)算分析裝置和補(bǔ)償光發(fā)生裝置。其中：所述反射鏡，用于接收來自第一光源的入射光，并出射反射光；所述面形檢測裝置，用于獲取所述入射光入射后所述反射鏡的初始面形的信息；所述計(jì)算分析裝置，用于根據(jù)所述初始面形的信息生成第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置向所述反射鏡發(fā)射第一補(bǔ)償光；所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，用于根據(jù)所述第一指示信息向所述反射鏡發(fā)射所述第一補(bǔ)償光，所述第一補(bǔ)償光用于將所述反射鏡的初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘巍?/p>

3、基于本技術(shù)提供的方案，通過獲取反射鏡的面形的信息，利用補(bǔ)償光對反射鏡的表面進(jìn)行照射，使得反射鏡經(jīng)過補(bǔ)償光照射后的表面產(chǎn)生預(yù)設(shè)的非均勻形變，由初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘危瑥亩肷涔饨?jīng)過產(chǎn)生形變的表面反射后的出射的方向和發(fā)散角產(chǎn)生變化，即達(dá)到調(diào)節(jié)反射光的指向和發(fā)散角的目的。本技術(shù)的方案與現(xiàn)有技術(shù)相比無需復(fù)雜的反射鏡設(shè)計(jì)和高精度的光學(xué)加工，同時(shí)系統(tǒng)中無需采用溫度傳感器，從而避免了采用溫度傳感器等元件帶來的精度和分辨率的極限，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的實(shí)時(shí)光束調(diào)節(jié)。

4、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，還用于向所述計(jì)算分析裝置反饋所述第一補(bǔ)償光的功率信息和位置信息，所述功率信息為所述第一補(bǔ)償光的功率大小和功率分布，所述位置信息為所述第一補(bǔ)償光傳輸至所述反射鏡表面的距離；所述面形檢測裝置，還用于獲取所述第一面形的第一面形的信息；所述計(jì)算分析裝置，還用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息和所述第一面形的信息生成第二指示信息，所述第二指示信息用于指示所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置向所述反射鏡發(fā)射第二補(bǔ)償光；所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置，還用于根據(jù)所述第二指示信息向所述反射鏡發(fā)射第二補(bǔ)償光，所述第二補(bǔ)償光用于將所述第一面形改變?yōu)榈诙嫘巍?/p>

5、基于該方案，通過反饋補(bǔ)償光的功率信息和位置信息能夠進(jìn)一步根據(jù)補(bǔ)償光的特性實(shí)現(xiàn)對反射鏡表面面形的動(dòng)態(tài)和實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，提升了系統(tǒng)的效率和可靠性。

6、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一補(bǔ)償光用于將所述反射鏡的初始面形改變?yōu)榈谝幻嫘伟ǎ核龅谝谎a(bǔ)償光用于與所述入射光共同使所述反射鏡的表面的光學(xué)熱場勻化或所述補(bǔ)償光用于對所述反射鏡的局部區(qū)域加熱使所述反射鏡的局部區(qū)域產(chǎn)生熱形變。

7、本技術(shù)的方案既能夠通過補(bǔ)償光與入射光的熱中和調(diào)平反射鏡的面形，能夠解決大功率光學(xué)器件反射波前難以保持的難題，同時(shí)又能通過對反射鏡的局部區(qū)域加熱對表面主動(dòng)致畸，使得反射光發(fā)散角的精度能夠?qū)崿F(xiàn)微弧度甚至微納弧度級別的調(diào)節(jié)，提升了調(diào)節(jié)的精度。

8、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述初始面形的信息為所述初始面形的峰谷pv值、所述初始面形的均方根rms和所述初始面形的面形斜率中的至少一項(xiàng)；所述第一面形的信息為所述第一面形的峰谷pv值、所述第一面形的均方根rms和所述第一面形的面形斜率中的至少一項(xiàng)。

9、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：環(huán)境控制裝置，其中：所述環(huán)境控制裝置，用于獲取所述反射鏡所處的環(huán)境信息和改變所述反射鏡所處的環(huán)境。

10、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述計(jì)算分析裝置根據(jù)所述環(huán)境信息生成所述環(huán)境控制信息，所述環(huán)境控制信息指示對所述反射鏡所處的環(huán)境進(jìn)行改變，所述環(huán)境控制裝置根據(jù)所述環(huán)境控制信息改變所述反射鏡所處的環(huán)境。

11、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述環(huán)境信息為所述反射鏡所處的溫度、濕度和真空度中的至少一項(xiàng)。

12、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息和所述環(huán)境信息生成所述第二指示信息。

13、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：溫度檢測裝置，其中：所述溫度檢測裝置，用于獲取所述反射鏡表面的溫度分布信息；所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息、所述環(huán)境信息和所述溫度分布信息生成所述第二指示信息。

14、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：溫度檢測裝置，其中：所述溫度檢測裝置，用于獲取所述反射鏡表面的溫度分布信息；所述計(jì)算分析裝置，具體用于根據(jù)所述功率信息、所述位置信息、所述第一面形的信息和所述溫度分布信息生成所述第二指示信息。

15、基于上述方案，通過獲取反射鏡所處的環(huán)境信息和反射鏡表面的溫度分布信息中的至少一項(xiàng)，能夠進(jìn)一步提升生成的指示信息的準(zhǔn)確性和可靠性，從而達(dá)到提升系統(tǒng)性能的目的。

16、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置包括：所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置包括：第二光源、分光裝置、光源發(fā)生裝置和功率測量裝置，其中：所述第二光源，用于產(chǎn)生第一光束；所述分光裝置，用于將所述第一光束分成第一部分光和第二部分光，并將所述第一部分光輸出至所述光源發(fā)生裝置，將所述第二部分光輸出至所述功率測量裝置；所述光源發(fā)生裝置，基于所述第一部分光生成所述第一補(bǔ)償光；所述功率測量裝置，基于所述第二部分光獲取所述功率信息。

17、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還包括：擴(kuò)束縮束裝置，所述擴(kuò)束縮束裝置位于所述第二光源與所述分光裝置之間，用于改變所述第一光束的光斑直徑。

18、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還包括：測距裝置，所述測距裝置用于獲取所述位置信息。

19、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置還用于生成第二補(bǔ)償光。具體地，所述第二光源，用于向所述擴(kuò)束縮束裝置輸出第三光束；所述擴(kuò)束縮束裝置，用于改變所述第三光束的光斑直徑，并向所述分光裝置輸出第三光束；所述分光裝置，用于將所述第三光束分成第一部分光和第二部分光，并將所述第三光束的第一部分光輸出至所述光源發(fā)生裝置，將所述第三光束的第二部分光輸出至所述功率測量裝置；所述光源發(fā)生裝置，基于所述第三光束的第一部分光生成所述第二補(bǔ)償光；所述功率測量裝置，基于所述第三光束的第二部分光獲取所述第二補(bǔ)償光的功率信息；所述測距裝置，用于獲取所述第二補(bǔ)償光傳輸至所述反射鏡表面的距離。

20、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述反射鏡處于真空環(huán)境時(shí)，所述系統(tǒng)還包括真空腔，所述真空腔包括舷窗，所述舷窗，用于透射來自所述面形檢測裝置的檢測光；所述反射鏡，還用于通過所述舷窗將所述檢測光反射至所述面形檢測裝置；所述面形檢測裝置，具體用于通過所述反射鏡反射的所述檢測光獲取所述初始面形的信息。

21、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)還包括：整形模塊，所述整形模塊位于所述補(bǔ)償光發(fā)生裝置至所述反射鏡之間的光路上，用于對所述第一補(bǔ)償光進(jìn)行整形。

22、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，所述整形模塊還用于對所述第二補(bǔ)償光進(jìn)行整形。