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惯性约束聚变ICF(Interial Confinement Fusion)是一种发展清洁的可再生能源的重要途径,且其对于国防科技也具有极为重要的科学意义。在ICF系统中,磷酸盐钕玻璃、KDP晶体等光学元件上的加工纹理、表面缺陷及灰尘等会产生散射光,在高通量强激光的作用下产生非线性效应,在波面中引入中高频成分,对光学元件造成损伤,因此需要使用空间滤波透镜来抑制系统的中高频成分,改善光束传输质量,提高光学元件的负载和可输出功率。 空间滤波透镜在ICF中起到重要作用,但是由于其长焦距大口径的特性,至今仍未有成熟的透射波前中低频误差的检测方案。本文提出了一种使用载波动态干涉仪的零位补偿法来检测ICF系统中空间滤波透镜的中低频误差。具体工作如下: 设计了长焦距透镜透射波前的中低频误差检测光路。为了验证检测方法的准确性,分别设计了两种基于干涉仪球面标准镜和平面标准镜的检测光路,分别使用不同的干涉仪和及其对应的补偿镜来检测同一片待测长焦距透镜,比较试验结果。 研究波面中频误差处理过程,编写数据处理软件。在数据处理过程中需要在空域加窗函数或者使用Quad-Flip技术来抑制边缘截断引起的Gibbs效应,本文通过理论计算和仿真计算得出了汉宁窗的补偿系数,讨论了在PSD1带通滤波过程中使用软边滤波窗的必要性。 模拟了光路中的加工、装调误差的影响。由于检测光路接近10米,补偿镜的加工装配误差、光路调节误差等会对检测结果产生较大影响。本文在调研实验室现有光学元件的加工、装调精度的基础上,使用光学设计软件Zemax对光路中的单片透镜、镜头的倾斜、偏心、像散等误差进行仿真,得到在现有不同的镜片加工和光路调节精度对于检测结果的低频信息(PV、RMS、GRMS)的影响。另外光路中的加工装调误差引起的波面畸变对检测结果的中频误差(PSD1)产生影响。本文通过仿真得到光路中的倾斜、偏心等误差对于检测波面的PSD1值的影响。 建立锥形干涉腔的空气相位误差模型。由于长焦距透镜检测光路很长,锥形干涉腔中不同位置的空气温度不一样,引起空气的折射率变化,在检测结果中引入了相位误差。本文从空气折射率公式出发建立锥形干涉腔的空气相位误差模型,利用实测的干涉腔的空气温度来计算空气引入的波面误差。 分别设计使用平面标准镜和球面标准镜的检测光路,使用不同的干涉仪来检测同一片透镜,通过实验结果的对比来验证使用动态干涉仪的额零位补偿法检测长焦距透镜的有效性。