波前功率谱密度(PSD)被用于评价惯性约束聚变激光驱动器光学元件在中频区域的波前误差。高功率固体激光装置对大口径光学元件波前质量的要求有别于传统光学系统,要求对波前误差进行较高空间频率的测量。探讨了大口径光学元件波前的高空间分辨率检测技术,采用大口径相移干涉仪作为波前检测仪器,通过傅里叶变换获得波前一维功率谱密度分布。对惯性约束聚变激光驱动器的典型光学元件进行了波前功率谱密度的检测和分析。

为实现大口径光学元件波前功率谱密度(PSD)的高精度、低成本检测，提出了一种将干涉与拼接技术结合的检测方法。推导了波前PSD的计算方法，提出了基于相关匹配的子孔径拼接算法，分析了拼接干涉检测的误差来源。对拼接检测算法进行了仿真验证，结果表明，拼接检测的波前畸变峰谷值(dpv)与PSD的均方根值(PRMS)的相对偏差分别为1.2%和0.1%。采用口径为620 mm×450 mm光学元件开展了5次拼接检测实验，比较了拼接检测与全口径直接检测结果，两者分布一致， dpv偏差不大于0.012λ(λ=63