本文介绍了一种脉冲激光束发散角的测试方法。 脉冲激光通过成像光学系统聚焦，在CCD相机上形成光斑并成像通过对光斑图像进行分析，得到光斑直径，计算出发散度值激光束的角度。 实验结果表明该方法可以较为准确地测量微小角度高能脉冲激光束的发散角值。
随着激光技术的不断发展，高能脉冲激光在工业领域的应用军事领域非常广泛。 光束质量的准确测量对于评估光束质量至关重要激光性能的作战效能和激光武器系统的评估。
激光光束发散角作为评价激光器质量的一个重要参数准确测量高能脉冲激光束的发散角是必要的。
1、测量原理
本文采用光电法测量激光束的发散角。 放在光学系统孔径光阑、光学线性阵列或面阵 CCD 的焦平面采集孔径光阑后数据处理后得到光束的强度分布发散角。 这种测量方法测量精度高测试如图1所示：
如果激光束是平行光束，则入射光束的发散角测量为如果像差很小，则光学系统聚焦在光学系统的焦平面上，则焦平面形成漫射斑块，漫射光斑大小取决于光束发散角测量光学系统的入瞳孔径大小。
根据牛顿公式：
根据相似三角形定理：
激光发散角大小为：
由于测量的发散角很小，因此方程简化为：
如果测量仪光学系统的光束发散角和焦距的准确值计算其焦平面处的激光光斑直径即可计算出光束的发散角。
2、计算点中心
激光束光斑中心位置表示为
3、激光光斑尺寸计算
在笛卡尔坐标系中，Z光束在能量/功率密度函数上表示为第二时刻。
对应的光斑尺寸为：
只要测量激光束在CCD像平面上的光斑尺寸，就可以得到激光束发散角。
4、实验结果
实验选用波长532nm可见激光束和连续波长测量1540nm脉冲红外激光束。 焦距532nm光束计算测量计算焦距1540nm光束测量值。 激光光斑实验如图2所示
532nm 光斑图案
1540nm 光斑图案
可见光CCD相机采集所得的一系列光斑进行数据处理，结果为如下。
表1 532nm光束发散角测量结果
获得的数据的平均值。
红外CCD相机捕捉所得的一系列光斑进行数据处理，结果如下接下来。
表2 1540束光束发散角测量值
获得的数据的平均值。
本文采用的测量方法简单，易于实现，可以实现准确性好，能够完成脉冲激光束发散角的测量。
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