高能激光光束质量β 因子的影响因素分析

王艳茹，王建忠，冉铮惠，丁宇洁

（中国工程物理研究院计量测试中心，四川 绵阳 621900）

1 引言

能量输运型的高能激光系统[1-3]，除了要求高的输出功率和能量外，对于远场激光系统的能量集中度也较为关注。高能激光输运系统的作用效能直接取决于发射激光到达目标处光斑的能量密度和作用时间。而目标处的光斑分布直接影响能量分布，进而对高能激光输运系统的作用效果产生直接影响。因此对激光光斑开展测试与研究，可以对激光系统的性能和工作状态做出判断，为激光武器作用效能的定量评估提供依据。

远场焦斑空间能量分布的测量以及光束质量评估计算是激光光学领域十分重要的研究课题。由于远场焦斑的空间能量分布包含了非常丰富的光束质量信息，对其进行准确测量是正确评估光束质量的前提[4-6]。激光远场焦斑分析的理论和测试方法主要有3 类：第一类是采用机械扫描法；第二类是采用阵列探测器直接测量激光能量分布情况，进而获得光斑的空间强度分布；第三类是采用CCD/CMOS 面阵探测器件获得激光光斑的图像显示，再经计算机分析得到激光光斑的相关参数[7-9]。由于CCD 成像方法具有实时性好，灵敏度高和数据处理方便等诸多优点，已经成为测量远场焦斑空间分布以及评价光束质量的主要手段。

关于CCD 探测器对光斑分布测量的影响，国内外相关学者进行了多方面的研究。清华大学的杨鹏翎等人研制了中红外高能激光光斑探测器，该探测器可以测量最大能量超过50 kJ 数秒级的脉冲红外激光，可实现大面积、高能量和高空间分辨的高能激光光斑测量[10]。……