CN1904712A - 一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置 - Google Patents

Abstract

一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，由主振荡激光器，光学隔离器，功率放大器，P方向偏振片，1/4波片，平行光管，变形镜，功率计，变密度衰减盘，分光镜，光电探测器，高压放大器，数据采集卡，聚焦透镜，小孔光阑，主控计算机以及基于遗传算法的控制软件系统组成。本发明能够自适应地校正激光器系统的动态和静态像差，尤其适合校正静态像差和变化不快的准静态像差；能在不降低激光器输出功率的情况下有效地改善激光器的输出光束质量，提高输出光束的远场光斑能量集中度，扩大这种由主振荡激光器加功率放大器(MOPA)的固体激光器的应用领域。

Description

一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置

技术领域

本发明涉及一种自适应光学装置，特别是一种用于校正MOPA固体激光器输出激光动态和静态像差，提高输出激光光束质量的基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置。

背景技术

自1960年T.Maiman发明了红宝石激光器以来，激光技术对传统学科和技术的发展产生了巨大影响，以激光技术为核心的相关产业已成为知识经济时代和信息时代的重要驱动力量，激光技术将在国民经济建设、医疗卫生和科学研究中发挥不可取代的关键作用，是一项具有战略性，全局性和带动性的战略高技术。

激光器按其工作物质来说，可分为固体、气体、液体、化学和自由电子激光器等几大类。其中，固体激光器由于具有体积小、储能高、激发方案简单和可靠性高等优点，逐步处在激光研究的核心地位。人们也从过去单方面追求研制高功率的固体激光器，转而开始认识到提高出光光束的质量同样具有现实意义。主振荡激光器加功率放大器(MOPA)固体激光器是产生高光束质量和高脉冲能量激光的基本途径：光束脉宽，发散角和光谱宽度，由主振荡激光器决定；主振荡激光器的脉冲能量通过功率放大器放大。利用MOPA固体激光器，人们希望让主振荡激光器小功率工作，输出接近衍射极限的光束，再让光束经过功率放大器放大，得到高功率且质量良好的输出激光。但是要达到这样的目标，所遇到困难就是如何消除高泵浦功率产生的堆积在增益介质中的热负荷产生的热畸变效应。因为热畸变效应引起的热致双折射以及增益介质中的热透镜效应会严重影响到激光器的出光性能，采用两个完全相同的激光棒串接中间加90°旋光片的方法可以降低热致双折射，改善激光器的出光质量，但却难以从根本上消除热畸变效应带来的各种像差；透镜效应中的球差也可以通过设计良好的谐振腔得到有效的减少，然而，非球差却难以用同样的方式补偿，而且这些非球差会随着增益介质中累积热量的增加而增加，使激光器的效率降低。相位共轭镜，衍射光学元件常常用来减少高功率固体激光器的热畸变效应。但是，这些器件的缺点是：它们会增加谐振腔的复杂性，而且会引起新的损耗，不能在一个较大的功率范围内适用。在现代固体激光器技术中，常常还需要把一定强度的激光模式传输到指定物体的表面上，一般的方法是利用补偿棱镜，空间滤波器等光学器件。这些器件的工作原理和应用情况，可以参见：“Diffractive optical elementsfortheinfrared”.H.Haidner，P.Kipfer，J.T.SheridanJ.Schwider，W.StorK，N.streibl，andM.Collischon.ProC.SPIE，Vol.1993，pp.666-667。

这些光学元件对指定不变的光束模式结构(常常是高斯光束)是有效的，它们共同的缺点是当激光的模式稍稍发生变化，这些光学器件的效率就会变得非常低，这就限制了它们的应用范围。1996年，T.Y.Cherezova等人利用双压电变形反射镜构成的自适应谐振腔，可以校正连续波YAG:Nd³⁺固体激光器输出激光光束的前五阶低阶像差。这种系统的详细信息可以参见：“T.Y.Cherezova，Cw industrial rod YAG:Nd³⁺ laser with an intracavityactive bimorph mirror”，Applied Optics Vol.35，No.15，pp.2554-2561，1996。但此方法的缺点是：采用人工手动的控制方法，并没有用到实时波前控制算法，而且系统中所用的双压电变形镜虽然具有行程量大的优点，却没有很高的精度，空间分辨能力也较差，在校正高频高阶像差方面显得力不从心。

自适应光学技术能够实时测量并且校正受到大气湍流扰动的光学相位波前，因此在天文观测，激光传输等领域得到广泛的应用。近年来，自适应光学技术还被成功用来补偿固体激光器工作过程产生的各种像差，改善固体激光器输出激光的光束质量。常规的利用自适应光学校正固体激光器像差的系统主要由波前探测、波前重构和波前校正三部分组成，其中波前探测常采用的方式是直接探测法，而哈特曼波前传感器又是直接探测法常用的波前探测器，利用哈特曼波前传感器事先探测出激光光束波前像差的斜率，然后施加相应的控制算法驱动变形镜产生镜面变形补偿掉探测到的波前像差。但是，由于哈特曼波前传感器成本较高，高精度的哈特曼波前传感器价格可达数十万元，而且哈特曼波前传感器的通用性很差，不同的自适应系统常需要不同的哈特曼传感器，再加上这种传感器并没有市场化，购买困难。这些不利因素在很大程度上限制了自适应光学技术在固体激光器像差校正方面的应用。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有的各种补偿MOPA固体激光器像差技术的不足，提供了一种用间接波前探测技术探测MOPA固体激光器输出激光的像差信息，再利用变形镜对像差进行有效补偿的基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置。

本发明的技术解决方案是：一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于包括：主振荡激光器、光学隔离器、功率放大器、P方向偏振片、1/4波片、平行光管、变形镜、功率计、变密度衰减盘、分光镜、光电探测器、高压放大器、数据采集卡、聚焦透镜、小孔光阑、主控计算机18，主振荡激光器发出的种子光经过光学隔离器引入到功率放大器中，通过P方向偏振片和1/4波片再经过平行光管扩束后，入射到变形镜上，经过镜面反射后再返回通过1/4波片，经过P方向偏振片反射后再入射到分光镜上，其中分光镜的反射部分由实时测量激光器输出功率的功率计接收，透过分光镜的那部分光束，经过变密度衰减盘衰减再由小孔光阑限制后入射到远场光电探测器，把测量到的光强信号作为遗传算法的适应度函数，同时作为算法要优化的目标函数：目标函数值越大，该激光器输出激光的像差就校正得越好，光强信号通过主控计算机内的数据采集卡被采集到主控计算机中，执行主控计算机内的基于遗传算法的控制算法，通过基于遗传算法的处理，把经过迭代运行得到的控制电压控制信号由高压放大器施加在变形镜驱动器上，使变形镜朝着让目标函数增大的方向发生形变，当目标函数即激光器输出的光强信号达到最大时，激光光束的像差就得到最大程度的校正。

所述的由一块P方向偏振片，1/2波片，以及法拉第旋光片组成的光学隔离器，用来隔离输出激光和功率放大器自发辐射激光的反射光，使之不能回到主振荡激光器中，保护主振荡激光器不受损害。

所述的遗传算法是一种全局寻优算法，它以焦平面上小孔光阑后的光电探测器探测到的光强信号作为适应度函数，利用此函数作为MOPA固体激光器输出激光像差校正效果的目标函数。小孔光阑的尺寸可以调节。在遗传算法控制下使变形镜朝着让目标函数增大的方向发生形变，当目标函数即激光器输出的光强信号达到最大时，输出激光的像差就得到最大程度的校正。

如图3所示，本发明的遗传算法在执行的时候，(1)首先随即生成一个初始种群为遗传算法提供搜索空间，初始种群由一定数量(30～100个)的个体组成；每个个体分别对应于变形镜的一个面形。(2)产生初始种群以后，要对各个个体进行编码操作，实数编码是连续参数优化问题直接的自然描述，不存在编码和解码问题，相对于二进制编码，实数编码能够提高解的精度和运算速度，故所述的遗传算法采取实数编码的方式对各个面型个体编码。

所述的用来测量固体激光器出光功率的功率计的响应范围从微瓦级到百瓦级。

所述的光电探测器的响应波段范围广，对可见光和红外光都能响应，其中对近红外光所对应的波段响应最灵敏。所述的光电探测器可以是光电二极管阵列，也可以是光电耦合器件(如CCD，CMOS等)。

本发明与现有技术相比有如下优点：

(1)本发明采用间接波前探测技术，探测器通用性强，价格较便宜，解决了直接波前探测技术中常需要比较昂贵波前探测器的问题。

(2)本发明所采用的遗传算法是一种模仿自然界生物适者生存进化原理的全局搜索算法，经过一次次迭代运行，能自动搜索到问题的最优解。目前已经用在自适应光学系统中的爬山法，同样是一种基于间接波前探测技术之上的搜索方法，这种算法最大的缺点就是它的搜索每次都是从一个点开始，是个串行的过程，容易使搜索陷于局部最优值。而遗传算法的搜索是从一个种群开始，搜索空间更大，并且具有内在并行性，只要参数选择得当，算法能以百分之百的概率搜索到问题的全局最优值，所以能确保MOPA固体激光器输出激光的像差被校正得更加彻底。

(3)本发明所采用的遗传算法是一种自适应遗传算法。算法执行时，从一定数目的初始种群开始搜索，并且根据问题收敛情况，自适应地调节遗传算子，不需要人为干预，这使得它具有全局搜索性能的同时，既可以防止算法早熟又不轻易破坏掉各代种群中的最优个体。

(4)本发明采用的变形镜为镀高反射膜系的反射式变形镜，这种变形镜谐振频率高(10⁴Hz级)，响应时间快(微秒级)，非线性滞后小(＜±5％)，动态行程范围大(几个微米)，能承受高功率密度激光(达数千瓦/厘米2)，它不仅能够校正低阶像差，也能校正高阶像差，这就克服了双压电变形镜难以校正高阶像差的缺点，也克服了其它一些像差补偿元件，如相位共轭器件难以耐强光的缺点。

(5)本发明并没有在MOPA固体激光器腔内引入额外元件，避免了引入新元件会在腔内引入新像差，引起更大功率损耗的缺点；也克服了利用常规方法校正MOPA固体激光器像差时，高功率和高质量输出光往往不能兼备的缺点，使得在获得良好光束质量的同时，可以保证输出激光功率稳定。

综上所述，本发明可以很好的校正MOPA固体激光器输出激光光束像差，改善MOPA固体激光器输出激光的光束质量，提高输出激光的亮度和远场光斑的能量集中度，从而拓展MOPA固体激光器的应用范围。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所用的变形镜的结构图；

图3为本发明所采用的控制算法即遗传算法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，主振荡激光器1发出质量较好的种子光，种子光经过隔离装置20，变成单向通行的偏振光。隔离过程如下：种子光先通过系统中第一块P方向偏振片2变成偏振光后再通过法拉弟旋光片3和1/2波片4，法拉弟旋光片3和1/2波片4配合使用，可以允许种子光单向进入到功率放大器21，而让反射回来的输出激光和功率放大器21放大的自发辐射光的偏振态发生90度改变，从而无法回到主振荡激光器1。功率放大器21由两个相同的激光头5和7和一块90度旋光片6组成。功率放大器21用来放大种子激光的功率，两个激光头5和7之间的90度旋光片6用来尽可能地补偿掉热力双折射效应，减少由这种效应带来的像差和功率损失；经过功率放大器21输出的激光不仅带有主振荡激光器1的像差，也带有功率放大器21产生的像差。输出激光是P方向偏振的，故它能完全通过系统中第二块P方向偏振片8，再透过1/4波片9，最后经过平行光管10扩束后入射到变形镜11上。平行光管10用来匹配激光光束的直径和变形镜11的口径使之大小一致；作为波前校正器的变形镜11是这套装置最核心的能动器件，它能实时校正MOPA固体激光器输出激光光束的像差；激光经过变形镜11反射再次通过1/4波片9，此时，激光的偏振方向便由P偏振变为S偏振，不能透过第二块P方向偏振片8；反射的激光再经第二块P方向偏振片8反射到分光镜12上；分光镜12的作用是把输出激光分成两部份，功率计13测量反射的激光，并用来观测MOPA固体激光器的出光功率在该装置闭环工作前后的大小和变化情况；而透过分光镜12的那部分光束，经过变密度衰减盘14衰减，再由放置在聚焦透镜15焦平面上的小孔光阑16限制后入射到远场光电探测器17上。变密度衰减盘14的作用是调节激光光强以避免让光电探测器17接收到的光强太强而饱和，失去探测功能。在本发明中，把光电探测器17测量到的光强信号作为激光器像差校正好坏的评价函数：评价函数值越大，该MOPA固体激光器输出光束的像差校正得就越好。光强信号通过数据采集卡被采集到主控计算机18中，执行主控计算机18内的基于遗传算法的控制算法，通过软件处理，把经过迭代运行得到的电压控制信号由高压放大器19施加在变形镜11的各个驱动器上，使变形镜11朝着让评价函数增大的方向发生形变，当评价函数值即激光器输出的光强信号达到最大时，MOPA固体激光器输出激光的像差就得到最大程度的校正。

如图2所示，本发明的变形镜11为镀高反射膜系的反射式变形镜，该变形镜的变形是靠镜面背后的压电陶瓷驱动器的推动产生的，通过对驱动器上电极施加电压，使镜面产生变形。这种变形镜谐振频率高(104Hz级)，响应时间快(可达微秒级)，非线性滞后小(＜±5％)，能承受高功率密度激光(达达数千瓦/厘米2)，动态行程范围大(几个微米)。

如图2所示的镀高反射膜系的反射式变形镜11主要由薄反射镜面，压电陶瓷驱动器，基板和电极引线组成，变形镜11是一种连续镜面变形镜，连续镜面具有拟合误差小，光能损失少，能保持波前相位连续的优点。所采用的压电陶瓷驱动器的位移分辨率很高，控制很方便：给压电陶瓷驱动器施加电压，利用逆压电效应就可以产生位移。由于单片压电陶瓷片在数百伏的电压下也只能产生0.1～0.2微米的变形，所以，压电陶瓷驱动器由很多压电陶瓷片叠加而成，各个陶瓷片在电路上是并联的而变形量是叠加的，这样就可以增大变形镜11的变形量。基板主要用来支撑压电陶瓷驱动器，多个压电陶瓷驱动器的一端与刚性基板相连，另一端与薄镜面相连，电极引线连接在各个驱动器上，通过基板上的通孔引出去，与控制系统中的高压放大器相连，为压电陶瓷驱动器产生伸缩从而推动薄镜面发生形变提供相应的电压。

本发明所采用的间接波前探测技术是基于像清晰化原理基础上的，像清晰化自适应光学技术的原理是：在不使用专门测量波前像差信息的传感器(如哈特曼波前传感器)的前提下，用一个综合指标，如透镜焦平面上一个小孔光阑后的光强信号，功率信号等作为评价函数就能获得激光光束在像差校正前后的性能改善情况。设带有像差的MOPA固体激光器输出光束相位为W1(r，θ)，经过变形镜11产生的补偿波前的相位为W2(r，θ)，r，θ是聚焦透镜15物平面上的极坐标，为了处理问题方便，把物平面半径归一化为1。根据傅立叶衍射理论，光电探测器上的光强信号可以表示为：

$F=I_0|{\∫}_0^{2\mathrm{\π}}{\∫}_0^1\frac{1}{\mathrm{\π}}\exp (\mathrm{jW}1(r,\mathrm{\θ})-\mathrm{jW}2(r,\mathrm{\θ}))\mathrm{rdrd\θ}{|}^2---\left(1\right)$

其中，I₀是个与MOPA固体激光器输出光功率成正比的量，

设A＝(A1，A2，...Ak，...An)，是用来表述待校正的MOPA固体激光器输出光束波前的各阶泽尼克多项式的系数，B＝(B1，B2，...Bk，...Bn)是变形镜11产生的波前的泽尼克多项式的系数，由泽尼克多项式表达波前相位的方式有：

W1(r，θ)＝A.Zk(r，θ)                                          (2)

W2(r，θ)＝B.Zk(r，θ)                                          (3)

令C＝(c1，c2，...ck，...cn)＝A-B                                (4)

则(1)可写为：

$F=I_0|{\∫}_0^{2\mathrm{\π}}{\∫}_0^1\frac{1}{\mathrm{\π}}\exp \left(j\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{c}_k{Z}_k(r,\mathrm{\θ})\right)\mathrm{rdrd\θ}{|}^2---\left(5\right)$

由于泽尼克多项式具有正交性，当|C|非常小时，由泰勒展开定理有：

F≈I_O*exp(j(|C|)≈I_O*(1-|C|²)                                   (6)

由(6)式可知，光电探测器17上探测到的光强信号F越大，就表明像差校正得越好。最理想的情况是|C|＝O，此时，入射波前的像差得到全部补偿。

图3是本发明的所用控制算法即自适应遗传算法的执行流程图。如图3所示：遗传算法首先产生一个初始种群，种群包含一定数量的变形镜面形个体。由于实数编码的方法可以提高遗传算法的运算效率，改善遗传算法的复杂性，所以采取实数编码的方式对各个面型个体编码。各个个体可用下面的形式表示：

Xi＝[V1V2，...，Vn]                                             (7)

其中，Xi表示种群中的一个镜面面型个体，对应于遗传算法的一个染色体，i表示种群中个体的数量；Vj(j＝1，2，...n)是实数，代表的是产生该镜面面形所对应的变形镜驱动器上施加的电压值，它们分别对应遗传算法的一个基因，它们的取值在各个驱动器所能加的电压范围[V_min V_max]之间，V_min代表最小电压，V_max代表最大电压，n是变形镜上驱动器的个数。

光电探测器17能实时测量输出激光的光强信号，以该光强信号函数(即等式(6)中的F)作为算法的适应度函数，同时以该适应度函数作为遗传算法要优化的目标函数，那么，面形个体对应的适应度函数值越大，则该面形就越有可能接近校正MOPA固体激光器输出光束像差的所需的最佳面形。计算出一代种群中所有面型个体对应的适应度函数值，选出最大适应度函数值对应的个体保留下来，不用参与后期的选择，交叉，变异操作，直接进入到下一代中。

选择操作采用轮盘赌的选择策略，轮盘赌选择是与适应度函数成正比的选择方式，适应度越大的个体被选择参与后期操作的概率就越大。

交叉操作是遗传算法产生新个体的主要方式，本发明采用自适应单点交叉的方式，它通过对父代的两个面形个体发生互换部分基因的方式来产生新的个体，自适应交叉率为Pc，用以下式子表示：

$\mathrm{Pc}=\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{Pc}}_{\min }+K\frac{({\mathrm{Pc}}_{\max }-{\mathrm{Pc}}_{\min })(f_{\mathrm{better}}-f_{\mathrm{ave}})}{(f_{\max }-f_{\mathrm{ave}})},\mathrm{if}(f_{\mathrm{better}}>f_{\mathrm{ave}})\\ {\mathrm{Pc}}_{\max },\left(\mathrm{otherwise}\right)\end{array}\right.---\left(8\right)$

(8)中，Pc_max代表最大交叉率，Pc_min代表最小交叉率，f_max表示一代种群中最大的适应度，f_better代表两个要进行交叉操作的个体对应的适应度较大值，而f_ave表示一代种群中所有个体的平均适应度。且有0＜Pc_min＜Pc_max＜1。K为常数，其取值要保证0＜Pc＜1。

利用这样的自适应交叉方式，在个体进行交叉操作时，种群的最大适应度f_max与平均适应度f_ave之差在一定程度上表示了群体的稳定性，(8)中f_max-f_ave越小，表示群体中个体适应度差别越小，因此群体达到早熟的可能性越大；相反，f_max-f_ave越大，说明个体适应度差别大，个体特性发散。为了克服早熟，当f_max-f_ave较小时，增大Pc；当f_max-f_ave较大时，减小Pc；然而，遗传算法运行时不仅要克服早熟，也要保持每代中优良个体不被轻易破坏掉，所以在同一代中对不同的个体赋予不同的Pc，保护适应度高的个体，其Pc应减小，而适应度低的个体应增大Pc，这样，Pc不仅与f_max-f_ave有关，而且与(8)中的f_better-f_ave有关。设要交叉的两个变形镜面型个体分别为V1，V2，采取算术交叉的方式，则经过交叉产生的两个新面型个体V1’，V2’由下面等式产生：

V1’＝λ1.V1+λ2.V2                                          (9)

V2’＝λ1.V2+λ2.V1                                          (10)

(9)，(10)中，参数λ1+λ2≤2且0＜λ1，0＜λ2

变异操作是决定遗传算法局部搜索能力的操作方式，它是产生新个体的辅助方式，本发明采用单点交叉非均匀变异的方式。具体实现方式如下：设某一代中要进行变异的一个面型个体为Xi＝[V1 V2...，VK...，Vn]，变异位为Vk，则经过变异后新个体为Xi’＝[V1 V2...，VK’...，Vn]，新基因位Vk’由以下等式获得：

Vk’＝Vk-Δ(t，Vk-Vk_min)                                     (11)

(11)中，Vk_min是Vk可取的下限值，函数Δ(t，y)返回一个在[0，y]区间内的值，可用以下式子描述：

Δ(t，y)＝y.r(1-t/T)^a                                        (12)

(12)中，r是个在[0，1]内的随机数，T是遗传算法总的迭代次数，t代表算法执行代数，a是个权重因子，由(12)可知，当t趋近于T时Δ(t，y)趋近于零。

遗传算法经过适应度计算、选择、交叉、变异一系列操作后就要判定一次算法是否达到收敛条件，如果不满足收敛条件，则进入到下一代重复迭代计算，再一次进行各种遗传操作；如果满足收敛条件则结束算法，找到对应于最大适应度的那个变形镜面型，该面型就是校正MOPA固体激光器输出激光光束中像差的最好面型。收敛条件可以用以下公式表示：

$h=\frac{(f_{\mathrm{ave}(t+1)}-f_{\mathrm{ave}\left(t\right)})}{f_{\mathrm{ave}\left(t\right)}}\≤0.01---\left(13\right)$

(13)中，f_ave(t)表示的是第t代种群的平均适应度，f_ave(t+1)表示的是t+1代种群的平均适应度，h表示的是相邻两代种群的平均适应度之差与前一代种群平均适应度的比值，当比值满足条件(13)时，就认为遗传算法已经满足收敛条件。此时，MOPA固体激光器输出激光光束的像差就得到了很好校正。

间接波前探测技术，不需直接探测激光光束波前的像差信息，而是探测波前像差对像质的影响函数，即所谓的像清晰度函数。当波前像差为零，像清晰度函数达到极值。间接波前探测技术多用在校正包含静态像差或缓慢变化的动态像差的自适应光学系统。间接波前探测技术所需的波前探测器多为光电探测器件，如CCD，CMOS，光电二极管等，这些器件具有通用性，价格也不贵。在间接波前探测技术的基础上，本发明公布了一种利用自适应遗传算法作为校正MOPA固体激光器输出激光光束像差的控制算法。波前探测器采用光电探测器，像清晰度函数用远场光电探测器测得的光强信号函数来表征；遗传算法执行的时候，把像清晰度函数作为算法要优化的目标函数，当像清晰度函数值达到最大时，也即激光器输出的光强信号达到最大时，激光光束的像差就得到最大程度的校正。由于MOPA固体激光器输出激光的像差变化不快，所以，该方法能成功地被应用来校正MOPA固体激光器输出激光光束的像差，从而使MOPA固体激光器的输出光束变得稳定，光束质量达到良好的状态，扩大MOPA固体激光器的应用范围。

Claims (7)

1、一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于包括：主振荡激光器(1)、光学隔离器(20)、功率放大器(21)、P方向偏振片(8)、1/4波片(9)、平行光管(10)、变形镜(11)、功率计(13)、变密度衰减盘(14)、分光镜(12)、光电探测器(17)、高压放大器(19)、聚焦透镜(15)、小孔光阑(16)和主控计算机(18)，主振荡激光器(1)发出的种子光经过光学隔离器(20)引入到功率放大器(21)中，通过P方向偏振片(8)和1/4波片(9)再经过平行光管(10)扩束后入射到变形镜(11)上，经过镜面反射后再返回通过1/4波片(9)，再经过P方向偏振片(8)反射后再入射到分光镜(12)上，其中分光镜(12)的反射部分由实时测量激光器输出功率的功率计(13)接收，而透过分光镜(12)的那部分光束，经过变密度衰减盘(14)衰减再由小孔光阑(16)限制后入射到光电探测器(17)，把测量到的光强信号作为遗传算法的适应度函数，同时作为算法要优化的目标函数，该光强信号通过主控计算机(18)内的数据采集卡被采集到主控计算机(18)中，执行主控计算机(18)内的基于遗传算法的控制算法，通过基于遗传算法的处理，把经过迭代运行得到的控制电压控制信号由高压放大器(19)施加在变形镜(11)驱动器上，使变形镜(11)朝着让目标函数增大的方向发生形变，当目标函数即激光器输出的光强信号达到最大时，激光光束的像差就得到最大程度的校正。

2、根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的变形镜为镀高反射膜系的反射式变形镜，靠镜面背后的压电陶瓷驱动器推动来动作。

3、根据权利要求1所述的基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的光学隔离器(20)依次由一块P方向偏振片(2)，1/2波片(3)及法拉第旋光片(4)组成，用来隔离输出激光和功率放大器自发辐射激光的反射光，使之不能回到主振荡激光器中，保护主振荡激光器不受损害。

4、根据权利要求1所述的基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的遗传算法是一种全局寻优算法，它以小孔光阑后的光电探测器探测到的光强信号作为适应度函数，利用此函数作为衡量MOPA固体激光器像差校正效果的目标函数。

5、根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的用来测量固体激光器出光功率的功率计(13)的响应范围从微瓦级到百瓦级。

6、根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的光电探测器(17)的响应波段范围广，对可见光和红外光都能响应，其中对近红外光所对应的波段响应最灵敏。

7、根据权利要求1所述的一种基于遗传算法的自适应校正激光器像差的装置，其特征在于：所述的光电探测器(17)是光电二极管阵列、或光电耦合器件。

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