鏡112、禪合輸出鏡12、激 光增益介質13、探測光導入鏡14、探測光導出鏡15、探測光源16、探測光波前探測器17和 補償元件18,由探測光源16發(fā)出的探測光束101和腔內的振蕩激光102在諧振腔內傳輸。 在運種實現方式中，非穩(wěn)腔腔鏡111和非穩(wěn)腔腔鏡112,及上述各種腔內元件構成負支非穩(wěn) 腔；其中，非穩(wěn)腔腔鏡111和非穩(wěn)腔腔鏡112均對振蕩激光102同軸同屯、，并鍛有針對振蕩 激光102和探測光束101的高反膜，在反射過程中改變光束的波前曲率。在運樣的非穩(wěn)腔 中，如果腔內元件均沒有像差，即理想狀態(tài)下振蕩激光本征模式光束在腔鏡間往復振蕩。在 圖1中，兩種不同陰影線方向代表本征模模式光束在腔內不同的傳輸方向。非穩(wěn)腔腔鏡112 還作為非穩(wěn)腔的禪合輸出鏡12,因為，非穩(wěn)腔腔鏡112反射鏡面孔徑尺寸小于該處由非穩(wěn) 腔腔鏡111向非穩(wěn)腔腔鏡112傳輸的本征模式光束尺寸，在非穩(wěn)腔腔鏡112反射孔徑外，一 部分振蕩激光將溢出諧振腔，不再繼續(xù)振蕩，運部分激光即禪合輸出激光1021。腔內放置 激光增益介質13為振蕩激光102提供增益。其中激光增益介質13的物質狀態(tài)、尺寸、形狀 和光學性質等沒有具體限制，其被累浦機制也可W是多種多樣的，因此在圖1中沒有畫出 累浦裝置。諧振腔中激光增益介質13可能因為多種原因產生固定，或變化的光學像差，并 使激光光束質量劣化。為了避免諧振腔進入穩(wěn)定腔，將非穩(wěn)腔腔鏡111、非穩(wěn)腔腔鏡112和 腔內除平面鏡外包括激光增益介質13在內的所有光學元件均由光學矩陣表示，并由腔內 任何一個元件開始，在諧振腔的一個往返過程中，將上述元件光學矩陣，W及它們之間傳輸 光學矩陣依次相乘，獲得諧振腔的往返傳輸矩陣M = [A，B ;C，D]，必須合理的設計非穩(wěn)腔腔 鏡111和非穩(wěn)腔腔鏡112的鏡面曲率半徑W及腔長，保證-1 < (A+D)/2 > 1。探測光導入 鏡14為一平面鏡，使其鏡面法線與激光振蕩光軸具有一定夾角a插入諧振腔內，其導入探 測光束的表面鍛有a角度下對激光波長的增透膜及對探測光束的部分反射膜；此部分反 射膜的反射率可W為1%~99%，而當其對探測光束的透射率為50%時獲得最好效果；其 另一個表面鍛有a角度下對激光和探測光波長的增透膜。由探測光源16發(fā)出的探測光束 101被探測光導入鏡14部分反射，反射部分向非穩(wěn)腔腔鏡112傳輸。為了在探測光導入鏡 14上區(qū)分探測光束101和振蕩激光102,探測光源16輸出的探測光束101的波長與振蕩激 光102的波長差大于5nm。探測光源16發(fā)射的探測光束101和理想條件下向非穩(wěn)腔腔鏡 112傳輸的本征激光模式光束在探測光導入鏡14上因具有相同的波前曲率，且同軸同屯、， 波面重合。具體要求為兩者波面差的均方根值不大于3 ym。探測光束101被導入腔內后， 依次被非穩(wěn)腔腔鏡111反射后改變其波面曲率，探測光束101 W往返形式，依次經過各種腔 內元件，包括激光增益介質13和補償元件18等后，被非穩(wěn)腔腔鏡112反射，再次改變其曲 率半徑后，反向依次通過上述各腔內元件。即在各光學元件上，探測光束兩次W不同的光束 尺寸通過。對探測光源16特別的要求是，其發(fā)射的探測光束101導入腔內后，需要具有足 夠的光束尺寸，具體要求為探測光束101尺寸應與該處理想狀態(tài)下本征模激光光束的尺寸 相匹配，即不應小于該處激光尺寸的90%。向非穩(wěn)腔腔鏡112方向傳輸的探測光束101到 達探測光導出鏡15后，將部分被反射，導出腔外。運里的探測光導出鏡15與探測光導入 鏡14光學結構、鍛膜要求類似，其導出探測光束的表面鍛膜對探測光束的波長的反射率可 W為1%~99%，同樣當其對探測光束透射率為50%時獲得最好效果。導出腔外的探測光 束101射向探測光波前探測器17,在具體實現中，為了匹配探測光波前探測器17的祀面區(qū) 域，可W使用縮束光學系統171對探測光束101進行尺寸變換。探測光波前探測器17可W 獲得其入射光束的波面分布信息，其具體類型在本發(fā)明中沒有特別要求。
[009引在實施例1中，補償元件18可W為位相屏，激光和探測光束通過補償元件18后， 波面會根據位相屏具有的特別設計的光場調制函數產生變化。當補償元件18即位相屏為 透射元件時，其對單程通過的光束的波面改變量即為其面型函數。利用探測光波前探測器 17對導出的探測光束101測量獲得的波面信息，根據上述像差補償方法，確定補償元件18 的最佳即最終目標修正光程調制函數。其中，空間濾波可W采用頻譜低通濾波，如FFT等； 級數展開，如澤尼克級數展開、勒讓德級數展開等；或空間域平滑濾波等。運些手段在數字 圖像處理中都十分成熟；其中，邊緣平滑可W采用與相應的模板函數數乘等方法，模板函數 如高斯函數、超高斯函數等；其中，幅值衰減是讓探測光束的波面函數乘W-個衰減因子， 所述衰減因子的取值范圍為（0，1]，其在不同的迭代補償輪次中可W使固定值，也可W使 變化的。步驟32,對探測光束的波面進行數學處理后反向，其中，反向即將數學處理后的探 測光束的波面函數乘W-1。
[0099] 實施例2,如圖2所示，包括非穩(wěn)腔腔鏡211、非穩(wěn)腔腔鏡212、禪合輸出鏡22、激光 增益介質231、激光增益介質232、激光增益介質233、激光增益介質234、探測光導入鏡24、 探測光導出鏡25、探測光源26、探測光波前探測器27、補償元件281、補償元件282和控制 驅動器29,由探測光源26發(fā)出的探測光束201和腔內的振蕩激光202在諧振腔內傳輸，最 終利用禪合輸出鏡22獲得禪合輸出激光2021。在運種實現方式中，非穩(wěn)腔腔鏡211和非 穩(wěn)腔腔鏡212,及上述各種腔內元件構成正支非穩(wěn)腔；禪合輸出鏡22為環(huán)形孔徑的反射鏡， 其中屯、區(qū)域可W使激光自由通過，而邊緣環(huán)形區(qū)域鍛有對激光的高反膜，將照射至該區(qū)域 的激光禪合輸出；為了提高激光增益，在腔內放置了多片反射型激光增益介質，包括激光增 益介質231、激光增益介質232、激光增益介質233和激光增益介質234,通常，反射型介質更 容易在非穩(wěn)腔內引入顯著的像差；補償元件281和補償元件282可W為反射式壓電陶瓷型 變形鏡，其可W在控制驅動器29的驅動下產生特定的面型，從而對被其反射的光束進行光 程調制；控制驅動器29根據探測光波前探測器27測量的導出的探測光束101的波面，采用 上述像差補償方法，在線解算補償元件281和/或補償元件282最佳即最終目標修正光程 調制函數，并驅動補償元件281和/或補償元件282的面型變化，實現其光程調制函數變化 為目標修正光程調制函數。 陽100] 與實施例1不同的是，實施例2的實現方式中，補償元件281和補償元件282為反 射型，衰減因子的取值范圍為（0,1/2];另外，補償元件281和補償元件282為可變補償元 件，可W實時實現不同的面型，每個迭代補償輪次中，不需要重新制備新的補償元件。實現 方式中，為了增大補償能力，使用補償元件281和補償元件282兩個補償元件。在具體應用 中，補償元件的數目沒有限制，在每個補償輪次中，獲得的補償元件修正光程調制量，可W 根據具體情況分配與不同的補償元件，如，可W平均、W-定比例或隨機的分配于各補償元 件；也可W根據每個補償元件的特點，如，部分補償元件具有較大的行程，部分補償元件具 有較高空間分辨率的面型形成能力，或不同的補償元件對特定的幾個階次具有較強的補償 能力等特點，將修正光程調制量有針對性的進行分解后分配于不同補償元件。 陽101] 本發(fā)明的具體實施方案中，腔內放置的激光增益介質、探測光導入鏡、探測光導 出鏡、補償元件和其他光學元件排列順序，僅需要保證探測光導入鏡與探測光導出鏡之間 沒有放置會產生像差的光學元件，而沒有其他特定要求，甚至，可W將多片激光增益介質與 多個補償元件交替排列擺放。運些變化的設計都落入本發(fā)明保護的范圍。 陽102] 本發(fā)明的具體實施方案中，可W對補償元件，特別是可變補償元件采用監(jiān)測系統 進行面型監(jiān)測，即使用監(jiān)測光源發(fā)出準直光束，并與探測光束接近的方向射向補償元件，被 其單次光程調制后，使用監(jiān)測光波前探測器測量導出監(jiān)測光束波面，根據監(jiān)測光束波面獲 取補償元件修正后的實際修正光程調制函數，并將所述實際修正光程調制函數與目標修正 光程調制函數進行對比，檢驗修正準確率。并可W將監(jiān)測光波前探測器與控制驅動器連接 組成閉環(huán)反饋控制系統。上述監(jiān)測系統可W針對每個補償元件獨立監(jiān)測，也可W利用平面 折鏡等光學元件將多個被補償元件連接起來，同時對多個補償元件進行監(jiān)測。運些變化的 設計都落入本發(fā)明保護的范圍。 陽103]本發(fā)明的具體實施方案中，可W在非穩(wěn)腔內放置平面、球面和/或柱面的折鏡和/ 或透鏡，可W放置棱鏡、模鏡和/或非球面鏡等光學元件，可W放置各種偏振性光學元件， 也可W放置各種非線性光學元件。運些變化的設計都落入本發(fā)明保護的范圍。
[0104]本發(fā)明的具體實施方案中，理想非穩(wěn)腔本征模式光束截面、激光增益介質孔徑區(qū) 域、累浦裝置累浦區(qū)域和補償元件有效孔徑區(qū)域，可W