大功率激光波前测量系统主要由机械快门、光束取样反射镜、缩束光学系统、衰减器、哈特曼波前分析仪、相位差探测CCD相机、电控系统及主控计算机等部分组成。机械快门只在波前测量时打开,使测量系统以脉冲方式工作,避免大功率激光引起测量系统光学元件的热变形等,影响测量精度。光束取样反射镜对大功率激光进行第一次衰减,将激光束反射进入缩束光学系统,缩束光学系统将大口径激光束压缩,使得出射光束口径与哈特曼波前分析仪及相位差探测CCD相机的口径匹配。从缩束光学系统出射的激光束很强,需要经衰减器进一步衰减,出射激光束经衰减器衰减进入哈特曼波前分析仪进行测量,出射激光束经衰减器衰减进入相位差探测CCD相机进行测量。主控计算机及电控系统完成系统控制、图像采集、波前重建及相位差计算等功能(梦溪)。
测量系统工作时,首先将相干合成的各路激光分别打开,用哈特曼波前分析仪对单路激光波前进行测量分析,同时用相位差探测CCD相机记录各路激光的光强度分布。然后将一路激光作为基准,依次打开其它各路激光分别与基准激光干涉,用相位差探测CCD相机测出两路激光相干合成后的光强度,计算出各路激光相对于基准激光的相位差,同时用哈特曼波前分析仪对两路相干激光合成后的波前进行测量分析。