第16卷 第10期
2004年10月
文章编号: 100124322(2004) 1021263204强激光与粒子束HIGH POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS Vol. 16,No. 10 Oct. ,2004
激光光斑有效面积的准确测定
杨镜新, 庄亦飞, 沈卫星, 林尊琪
(中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海201800) Ξ
摘 要: 从激光光斑有效面积的定义出发, 采用CC D 图像摄取技术, 设计了一套激光光斑有效面积测量
装置。在4种不同激光光斑能量分布和不同能量密度的情况下, 用有效面积测量仪分别进行了实际测试验证。
结果表明, 该测量装置可以对任何能量非均匀分布的激光光斑的有效面积进行准确测试, 有助于提高光学元件
激光损伤阈值的测量精度。
关键词: 光斑有效面积; 激光损伤阈值; 准确测量; 峰值能量密度
中图分类号: T N248 文献标识码: A
在光学元件与材料的激光损伤阈值测试过程中, 需要知道激光作用在被测样品上的阈值总能量与激光的光斑面积。然后用阈值总能量除以光斑面积, 就可得到该样品的激光损伤阈值。如果被测样品上的激光光斑的能量分布是均匀的, 无任何空间调制, 那么光斑面积的测量是简单的。但是实际上激光光斑的空间能量分布并不是均匀的, 而是有调制的, 即有多个峰值, 并且存在一个最大的峰值。在这个最大峰值能量密度下, 光学元件是最容易受损伤的。因此, 测量出与激光光斑上的最大峰值能量密度相关的“有效面积”, 是准确测量光学元件激光损伤阈值的关键之一。国内一般测量有效面积时, 是假设激光光斑在高斯分布状态下, 然后用“光楔法”, 计算出有效面积。我们根据IS O11254—1. 2中有效面积的定义, 研制了有效面积测试仪。可实时测量激光光斑的有效面积, 对光学元件的损伤阈值测试提供了方便, 提高了测量精度。
1 有效面积的定义
根据IS O11254—1. 2的测试规范[1], 如果激光光束的空间分布是稳定的(并不要求是均匀分布的) , 则激光总能量Q , 最大峰值能量密度H max 和光束有效面积A eff 之间的关系为
∞∞
A eff ==H max H (x , y ) d x d y ∫∫H max (1)
换句话说, 就是激光总能量除以光斑的有效面积应该等于光斑的最大峰值能量密度。实际上就是将激光能量等效为以最高峰值为顶点的一个均匀能量分布, 这个均匀能量分布的范围被定义为有效面积。由于光学元件的激光损伤阈值是指激光与光学材料元件相互作用后不产生损伤的最大允许的激光能量密度。因此我们要计算光学材料的激光损伤阈值, 关键是要知道打在被测材料上的激光总能量以及被测材料上的激光光斑的有效面积。有效面积的概念在激光损伤阈值测量中是至关重要的。因为实际的激光能量的空间分布并非是均匀的, 这就不能简单地用几何方法计算激光光斑的面积。作用在被测光学元件上的激光光斑总存在着一个或几个激光能量峰值, 其中必有一个最大的能量峰值, 这个最大峰值能量是最容易对材料产生损伤的。因此就不能用激光总能量除以光斑几何面积的方法来确定损伤阈值。而是要用激光总能量除以光斑的有效面积来确定。 图1是激光光斑近场能量分布1维曲线。在相对光强3400处有一最大能量峰值。这一峰值能量对光学元件的损伤应该是最严重的。如果能够知道这一峰值的能量及与之相对应的面积, 就可以算出这一峰值的能量密度, 也就能算出激光损伤阈值。但是实际上峰值能量是很难直接测量的。
如果光斑的空间能量分布是高斯型的, 那么用高斯光束的表达式能够方便的计算出被测样品上的激光光斑的有效面积。
对于激光输出的空间分布为高斯型的情况下的有效面积的计算:
Ξ收稿日期:2003212209; 修订日期:2004206217基金项目:国家863计划项目资助课题
) , 男, 高级工程师, 主要从事高功率激光与光学元件激光损伤阈值的测量; 上海8002211信箱; E 2mail :jxyang @作者简介:杨镜新(1950—
mail. shcnc. ac. cn 。
高斯光束的表达式为
-2r /w 0H (r ) =H 0e 22(2)
2则总能量为Q =∫∫00π∞2-2r /w 0H 0e 22r d r d θ=πw 0H 0/2(3)
πw 2(4) 有效面积为A eff =Q/H 0=2
式中:w 0为中心最高度下降到e -2时, 所对应的光斑的半
径, 因此只要测出w 0就可知道A eff 。采用光楔法, 在光学
尖劈两个表面的反射率已知的情况下, 借助于激光束在尖
劈内的多次反射, 使通过尖劈后的激光束分成多束, 即传播
方向不同, 但能量分布比例不变而强度变化可知的子光束,
在场图纸上打出一列斑点。在经读数显微镜观察并经数据
处理后就可得出w 0。举例来说, 如果采用光楔法测得w 0
为0. 24mm , 则该激光高斯光斑的有效面积为0. 09mm 2。
由于高斯型或近高斯型的光束的空间分布具有圆对称Fig. 1 Intensity profile along the vertical direction of laser spot 图1 激光光斑能量分布1维曲线
性, 用极坐标表示较为方便, 计算较为容易。但是在测量w 0时由于光斑的边缘比较模糊, 给有效面积的准确测定带来一定的困难, 误差比较大。例如当光斑直径为
2 CCD 测光斑有效面积
为了能够精确测定激光光斑的有效面积, 研制了有效面积测试仪。采用CC D 图像摄取系统对光斑的有效面积进行精确测定。基本原理是:CCD 采集激光光斑的全部能量, 即总能量Q 。而最大峰值能量(最高点) 则由单个像元素获得。像元素的尺寸是固定的。用单个像元素采集到的最大峰值能量除以像元素面积, 就能得到激光光斑的最大峰值能量密度H max 。最后由CC D 采集的总能量Q 除以峰值能量密度H max 即可得到激光光斑的有效面积A eff 。根据这一原理编制计算程序嵌入M AT LAB 软件中。
在高斯分布状态下, 用光楔法与有效面积测试仪对被测样品上的激光光斑分别进行了有效面积的测试。结果是用光楔法测得的有效面积为0. 09mm 2; 用有效面积测试仪测得的有效面积为0. 082mm 2。
测量装置如图2所示。Y AG 调Q 激光器输出的激光脉冲宽度10ns , 激光全部能量最大可达400m J 。激光束经能量调节器与能量取样板后, 通过焦距为2m 的聚焦透镜。靠近聚焦透镜后还有第二块取样板, 第二块取样板的两个面镀增透膜, 其反射率控制在1%～2%。使少量的激光能量会聚到面阵CC D 上。由于激光输出光斑为
。
Fig. 2 Experimental setup for effective area measurement
激光光斑的图像由CC D 摄取并存储, 然后由M AT LAB 软件分析处理得到1维、2维、3维空间分布图像及光斑有效面积, 就可以对任何能量空间非均匀分布的激光光束进行有效面积的计算。稳定的激光有效面积, 并
图2 激光光斑有效面积测量装置
不是说激光的输出能量不能改变, 而是要求在激光输出能量改变的情况下, 激光打在样品上的光束有效面积不能变化。在激光损伤阈值的测量过程中, 为保持激光光束的有效面积不变, 必须使激光器一直工作在最佳状态并使之保持较高的激光能量输出。把用半波片与偏振片组成的激光输出能量调节器放入光路中, 通过旋转半波片的角度以改变打到被测样品上的激光能量。
μμ 图像摄取系统采用SIZE512×512全帧型CC D 器件。像元素为512×512, 像元尺寸24m ×24m , 图像分辨
率12bit , 动态范围大于3000, 成像面积12. 3mm ×12. 3mm 。最大峰值能量密度H max =max[lim (E hole /A hole ) ]。A h ole →0
其中E mp 为一个像元素中采集到的最大能量, 即最大峰值能量, A pixel 为像元素尺寸, 点面积A hole 是常数, 并且不小于像元素尺寸, 因此H max =E mp /A pixel 。
μμ 根据光斑有效面积定义得到A eff =A pixel Q /E mp 。CC D 的像元素尺寸A pixel =24m ×24m 。只要能确定
Q/E mp 的比值就能得到A eff 。要求CC D 的每一像元素和观察到能量是线性关系, 摄取时噪声背景很小, 处理时噪声背景被减去, CC D 动态范围要大。光斑有效面积的计算公式为
A eff =() E mp (5)
式中:Q 是总能量; E b 为背景能量。
图3给出了有效面积测试仪测出的激光光斑近场和远场的1维图形。其中图3(a ) 是把CC D 放在焦点处, 图3(b ) 是CC D 放在焦点前面约500mm 处测得的。可以看出, 在焦点处, 激光光斑轮廓具有高斯形状。而在焦前500mm 处, 激光光斑有二个峰值。如果从2维图形观察, 实际上就是一个中间凹陷, 四周呈环状凸起的峰。呈现出近场分布的明显特征
。
Fig. 3 Calculated from measured data of effective area on different laser spots
图3 激光光斑有效面积测试数据
用研制的CC D 有效面积测量仪对激光光斑在焦点位置及焦前几个位置的有效面积进行了测量。在每个测量位置, 采用能量调节器改变光斑上的能量密度, 测量了4档不同激光能量密度时的有效面积。观察了激光器能量变化对有效面积的影响。测量结果如表1所示。
表1 激光光斑在不同位置与不同能量密度时的有效面积
T able 1 E ffective area of laser spot under different location and fluence
laser intensity/(J ・cm -2)
effective area at focal spot/mm 2
effective area 200mm from focal spot/mm 2
effective area 250mm from focal spot/mm 2
effective area 300mm from focal spot/mm 2
effective area 500mm from focal spot/mm 23. 20. 0830. 1700. 2300. 3630. 8025. 70. 0810. 1730. 2300. 3620. 80910. 10. 0830. 1700. 2280. 3640. 80818. 70. 0820. 1710. 2300. 3630. 808
从表1可看出, 当CC D 位于焦点时, 测量出的有效面积最小。随着CC D 逐渐离开焦点, 所测得的有效面积
变大。同时激光光斑的能量分布逐步变化, 由远场分布向近场分布转变。在CC D 放置的每一个位置上, 都进行了4次有效面积的测量, 每次测量所用的激光能量密度都不同, 但是测得的光斑有效面积基本上不变。这说明在实验室条件下, 激光能量密度的变化对有效面积基本上不产生影响。在实际测量时, 由于激光器工作是处于最佳状态, 实验室内恒温恒湿, 激光能量的调节采用置于光路中的能量调节器。所以在一般情况下, 激光器输出的横向模式不变, 能够保证有效面积的测试精度。
3 结 论
为准确测定光学元件的激光损伤阈值, 根据激光光斑有效面积的定义, 采用CC D 图像摄取技术, 研制了有效面积测试仪。在高斯光束状态下, 与传统的光楔法的测量结果进行了比对。并在4种不同激光光斑能量分布和4档不同能量密度的情况下, 用有效面积测试仪分别进行了有效面积测量。结果表明, 用有效面积测试仪可以对任何能量非均匀分布的激光光斑进行有效面积的准确测量, 可以有效提高光学元件激光损伤阈值的测量精度。
参考文献:
[1] Optics and optical instruments 2laser and laser related equipment 2test methods for laser induced damage threshold of optical surfaces 2Part 1:1on 1test [S].
IS O/DIS 1125421. 2. 1995203201.
[2] Laser 2induced damage threshold and certification procedures for optical materials[Z].NAS A Langley Research. Ham pton , Virginia 2368122199
[3] Benett H E. Insensitivity of the catastrophic damage threshold of laser optics to dust and other surface defects[A].Laser Induced Damage in Optical M aterials
[C].1980. 256.
[4] Sheehan L M , Schwartz S , Battersby C L , et al. Automated damage test facilities for materials development and production optic quality assurance at Lawrence
Liverm ore National Laboratory[A].Proc of SPIE[C].1999, 3578:302—313.
Precise measurement of the effective area of laser spot
Y ANGJing 2xin , ZH UANG Y i 2fei , SHE N Wei 2xing , LI N Zun 2qi
(Shanghai Institute o f Optics and Fine Mechanics , the Chinese Academy o f Sciences ,
P. O. Box 8002211, Shanghai 201800, China )
Abstract : The system for effective area measurement of laser spot on target plane was designed based on the definition of effective area. A 122bit CC D camera is used for the effecive area measurement. A bmp image of the beam profile is stored. This image is processing by s oftware to evaluate the ratio of total energy and peak fluence (effective area ) . S ome test results were given using effective area measurement system. The system was employed in the laser induced damage threshold test and it is helpful to improving the precision of laser induced damage threshold test. K ey w ords : S pot effective area ; Laser induced damage threshold ; Accurate measurement ; Peak energy density
第16卷 第10期
2004年10月
文章编号: 100124322(2004) 1021263204强激光与粒子束HIGH POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS Vol. 16,No. 10 Oct. ,2004
激光光斑有效面积的准确测定
杨镜新, 庄亦飞, 沈卫星, 林尊琪
(中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海201800) Ξ
摘 要: 从激光光斑有效面积的定义出发, 采用CC D 图像摄取技术, 设计了一套激光光斑有效面积测量
装置。在4种不同激光光斑能量分布和不同能量密度的情况下, 用有效面积测量仪分别进行了实际测试验证。
结果表明, 该测量装置可以对任何能量非均匀分布的激光光斑的有效面积进行准确测试, 有助于提高光学元件
激光损伤阈值的测量精度。
关键词: 光斑有效面积; 激光损伤阈值; 准确测量; 峰值能量密度
中图分类号: T N248 文献标识码: A
在光学元件与材料的激光损伤阈值测试过程中, 需要知道激光作用在被测样品上的阈值总能量与激光的光斑面积。然后用阈值总能量除以光斑面积, 就可得到该样品的激光损伤阈值。如果被测样品上的激光光斑的能量分布是均匀的, 无任何空间调制, 那么光斑面积的测量是简单的。但是实际上激光光斑的空间能量分布并不是均匀的, 而是有调制的, 即有多个峰值, 并且存在一个最大的峰值。在这个最大峰值能量密度下, 光学元件是最容易受损伤的。因此, 测量出与激光光斑上的最大峰值能量密度相关的“有效面积”, 是准确测量光学元件激光损伤阈值的关键之一。国内一般测量有效面积时, 是假设激光光斑在高斯分布状态下, 然后用“光楔法”, 计算出有效面积。我们根据IS O11254—1. 2中有效面积的定义, 研制了有效面积测试仪。可实时测量激光光斑的有效面积, 对光学元件的损伤阈值测试提供了方便, 提高了测量精度。
1 有效面积的定义
根据IS O11254—1. 2的测试规范[1], 如果激光光束的空间分布是稳定的(并不要求是均匀分布的) , 则激光总能量Q , 最大峰值能量密度H max 和光束有效面积A eff 之间的关系为
∞∞
A eff ==H max H (x , y ) d x d y ∫∫H max (1)
换句话说, 就是激光总能量除以光斑的有效面积应该等于光斑的最大峰值能量密度。实际上就是将激光能量等效为以最高峰值为顶点的一个均匀能量分布, 这个均匀能量分布的范围被定义为有效面积。由于光学元件的激光损伤阈值是指激光与光学材料元件相互作用后不产生损伤的最大允许的激光能量密度。因此我们要计算光学材料的激光损伤阈值, 关键是要知道打在被测材料上的激光总能量以及被测材料上的激光光斑的有效面积。有效面积的概念在激光损伤阈值测量中是至关重要的。因为实际的激光能量的空间分布并非是均匀的, 这就不能简单地用几何方法计算激光光斑的面积。作用在被测光学元件上的激光光斑总存在着一个或几个激光能量峰值, 其中必有一个最大的能量峰值, 这个最大峰值能量是最容易对材料产生损伤的。因此就不能用激光总能量除以光斑几何面积的方法来确定损伤阈值。而是要用激光总能量除以光斑的有效面积来确定。 图1是激光光斑近场能量分布1维曲线。在相对光强3400处有一最大能量峰值。这一峰值能量对光学元件的损伤应该是最严重的。如果能够知道这一峰值的能量及与之相对应的面积, 就可以算出这一峰值的能量密度, 也就能算出激光损伤阈值。但是实际上峰值能量是很难直接测量的。
如果光斑的空间能量分布是高斯型的, 那么用高斯光束的表达式能够方便的计算出被测样品上的激光光斑的有效面积。
对于激光输出的空间分布为高斯型的情况下的有效面积的计算:
Ξ收稿日期:2003212209; 修订日期:2004206217基金项目:国家863计划项目资助课题
) , 男, 高级工程师, 主要从事高功率激光与光学元件激光损伤阈值的测量; 上海8002211信箱; E 2mail :jxyang @作者简介:杨镜新(1950—
mail. shcnc. ac. cn 。
高斯光束的表达式为
-2r /w 0H (r ) =H 0e 22(2)
2则总能量为Q =∫∫00π∞2-2r /w 0H 0e 22r d r d θ=πw 0H 0/2(3)
πw 2(4) 有效面积为A eff =Q/H 0=2
式中:w 0为中心最高度下降到e -2时, 所对应的光斑的半
径, 因此只要测出w 0就可知道A eff 。采用光楔法, 在光学
尖劈两个表面的反射率已知的情况下, 借助于激光束在尖
劈内的多次反射, 使通过尖劈后的激光束分成多束, 即传播
方向不同, 但能量分布比例不变而强度变化可知的子光束,
在场图纸上打出一列斑点。在经读数显微镜观察并经数据
处理后就可得出w 0。举例来说, 如果采用光楔法测得w 0
为0. 24mm , 则该激光高斯光斑的有效面积为0. 09mm 2。
由于高斯型或近高斯型的光束的空间分布具有圆对称Fig. 1 Intensity profile along the vertical direction of laser spot 图1 激光光斑能量分布1维曲线
性, 用极坐标表示较为方便, 计算较为容易。但是在测量w 0时由于光斑的边缘比较模糊, 给有效面积的准确测定带来一定的困难, 误差比较大。例如当光斑直径为
2 CCD 测光斑有效面积
为了能够精确测定激光光斑的有效面积, 研制了有效面积测试仪。采用CC D 图像摄取系统对光斑的有效面积进行精确测定。基本原理是:CCD 采集激光光斑的全部能量, 即总能量Q 。而最大峰值能量(最高点) 则由单个像元素获得。像元素的尺寸是固定的。用单个像元素采集到的最大峰值能量除以像元素面积, 就能得到激光光斑的最大峰值能量密度H max 。最后由CC D 采集的总能量Q 除以峰值能量密度H max 即可得到激光光斑的有效面积A eff 。根据这一原理编制计算程序嵌入M AT LAB 软件中。
在高斯分布状态下, 用光楔法与有效面积测试仪对被测样品上的激光光斑分别进行了有效面积的测试。结果是用光楔法测得的有效面积为0. 09mm 2; 用有效面积测试仪测得的有效面积为0. 082mm 2。
测量装置如图2所示。Y AG 调Q 激光器输出的激光脉冲宽度10ns , 激光全部能量最大可达400m J 。激光束经能量调节器与能量取样板后, 通过焦距为2m 的聚焦透镜。靠近聚焦透镜后还有第二块取样板, 第二块取样板的两个面镀增透膜, 其反射率控制在1%～2%。使少量的激光能量会聚到面阵CC D 上。由于激光输出光斑为
。
Fig. 2 Experimental setup for effective area measurement
激光光斑的图像由CC D 摄取并存储, 然后由M AT LAB 软件分析处理得到1维、2维、3维空间分布图像及光斑有效面积, 就可以对任何能量空间非均匀分布的激光光束进行有效面积的计算。稳定的激光有效面积, 并
图2 激光光斑有效面积测量装置
不是说激光的输出能量不能改变, 而是要求在激光输出能量改变的情况下, 激光打在样品上的光束有效面积不能变化。在激光损伤阈值的测量过程中, 为保持激光光束的有效面积不变, 必须使激光器一直工作在最佳状态并使之保持较高的激光能量输出。把用半波片与偏振片组成的激光输出能量调节器放入光路中, 通过旋转半波片的角度以改变打到被测样品上的激光能量。
μμ 图像摄取系统采用SIZE512×512全帧型CC D 器件。像元素为512×512, 像元尺寸24m ×24m , 图像分辨
率12bit , 动态范围大于3000, 成像面积12. 3mm ×12. 3mm 。最大峰值能量密度H max =max[lim (E hole /A hole ) ]。A h ole →0
其中E mp 为一个像元素中采集到的最大能量, 即最大峰值能量, A pixel 为像元素尺寸, 点面积A hole 是常数, 并且不小于像元素尺寸, 因此H max =E mp /A pixel 。
μμ 根据光斑有效面积定义得到A eff =A pixel Q /E mp 。CC D 的像元素尺寸A pixel =24m ×24m 。只要能确定
Q/E mp 的比值就能得到A eff 。要求CC D 的每一像元素和观察到能量是线性关系, 摄取时噪声背景很小, 处理时噪声背景被减去, CC D 动态范围要大。光斑有效面积的计算公式为
A eff =() E mp (5)
式中:Q 是总能量; E b 为背景能量。
图3给出了有效面积测试仪测出的激光光斑近场和远场的1维图形。其中图3(a ) 是把CC D 放在焦点处, 图3(b ) 是CC D 放在焦点前面约500mm 处测得的。可以看出, 在焦点处, 激光光斑轮廓具有高斯形状。而在焦前500mm 处, 激光光斑有二个峰值。如果从2维图形观察, 实际上就是一个中间凹陷, 四周呈环状凸起的峰。呈现出近场分布的明显特征
。
Fig. 3 Calculated from measured data of effective area on different laser spots
图3 激光光斑有效面积测试数据
用研制的CC D 有效面积测量仪对激光光斑在焦点位置及焦前几个位置的有效面积进行了测量。在每个测量位置, 采用能量调节器改变光斑上的能量密度, 测量了4档不同激光能量密度时的有效面积。观察了激光器能量变化对有效面积的影响。测量结果如表1所示。
表1 激光光斑在不同位置与不同能量密度时的有效面积
T able 1 E ffective area of laser spot under different location and fluence
laser intensity/(J ・cm -2)
effective area at focal spot/mm 2
effective area 200mm from focal spot/mm 2
effective area 250mm from focal spot/mm 2
effective area 300mm from focal spot/mm 2
effective area 500mm from focal spot/mm 23. 20. 0830. 1700. 2300. 3630. 8025. 70. 0810. 1730. 2300. 3620. 80910. 10. 0830. 1700. 2280. 3640. 80818. 70. 0820. 1710. 2300. 3630. 808
从表1可看出, 当CC D 位于焦点时, 测量出的有效面积最小。随着CC D 逐渐离开焦点, 所测得的有效面积
变大。同时激光光斑的能量分布逐步变化, 由远场分布向近场分布转变。在CC D 放置的每一个位置上, 都进行了4次有效面积的测量, 每次测量所用的激光能量密度都不同, 但是测得的光斑有效面积基本上不变。这说明在实验室条件下, 激光能量密度的变化对有效面积基本上不产生影响。在实际测量时, 由于激光器工作是处于最佳状态, 实验室内恒温恒湿, 激光能量的调节采用置于光路中的能量调节器。所以在一般情况下, 激光器输出的横向模式不变, 能够保证有效面积的测试精度。
3 结 论
为准确测定光学元件的激光损伤阈值, 根据激光光斑有效面积的定义, 采用CC D 图像摄取技术, 研制了有效面积测试仪。在高斯光束状态下, 与传统的光楔法的测量结果进行了比对。并在4种不同激光光斑能量分布和4档不同能量密度的情况下, 用有效面积测试仪分别进行了有效面积测量。结果表明, 用有效面积测试仪可以对任何能量非均匀分布的激光光斑进行有效面积的准确测量, 可以有效提高光学元件激光损伤阈值的测量精度。
参考文献:
[1] Optics and optical instruments 2laser and laser related equipment 2test methods for laser induced damage threshold of optical surfaces 2Part 1:1on 1test [S].
IS O/DIS 1125421. 2. 1995203201.
[2] Laser 2induced damage threshold and certification procedures for optical materials[Z].NAS A Langley Research. Ham pton , Virginia 2368122199
[3] Benett H E. Insensitivity of the catastrophic damage threshold of laser optics to dust and other surface defects[A].Laser Induced Damage in Optical M aterials
[C].1980. 256.
[4] Sheehan L M , Schwartz S , Battersby C L , et al. Automated damage test facilities for materials development and production optic quality assurance at Lawrence
Liverm ore National Laboratory[A].Proc of SPIE[C].1999, 3578:302—313.
Precise measurement of the effective area of laser spot
Y ANGJing 2xin , ZH UANG Y i 2fei , SHE N Wei 2xing , LI N Zun 2qi
(Shanghai Institute o f Optics and Fine Mechanics , the Chinese Academy o f Sciences ,
P. O. Box 8002211, Shanghai 201800, China )
Abstract : The system for effective area measurement of laser spot on target plane was designed based on the definition of effective area. A 122bit CC D camera is used for the effecive area measurement. A bmp image of the beam profile is stored. This image is processing by s oftware to evaluate the ratio of total energy and peak fluence (effective area ) . S ome test results were given using effective area measurement system. The system was employed in the laser induced damage threshold test and it is helpful to improving the precision of laser induced damage threshold test. K ey w ords : S pot effective area ; Laser induced damage threshold ; Accurate measurement ; Peak energy density