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一种无像差的激光扫描方法，其特征在于，包括：预处理阶段，包括：将扫描轨迹切片为N个同心的圆轨迹，其中，N为正整数；每个圆轨迹上都任取一点作为扫描起始点，得到N个扫描起始点；获得所述N个扫描起始点中每个扫描起始点对应的像差校正数据，得到N组一一对应的扫描起始点数据与像差校正数据；扫描阶段，包括如下步骤：步骤S1，产生激光束；步骤S2，选定一个未扫描的圆轨迹作为待扫描圆轨迹，控制所述激光束的偏转角，使其聚焦在待扫描圆轨迹的扫描起始点上，并设置与该扫描起始点对应的像差校正数据，使该激光束从该扫描起始点开始沿着该圆轨迹旋转一周，在扫描过程中，光束自转角速度与环形扫描角速度一致，以矫正所述待扫描圆轨迹上的每个点；步骤S3，重复步骤S2，直到N个圆轨迹都扫描完成。

本发明公开了一种无像差的激光扫描方法及系统，属于光学领域。包括：预处理阶段，将扫描轨迹切片为N个同心的圆轨迹，N为正整数；每个圆轨迹上都任取一点作为扫描起始点；获得每个扫描起始点对应的像差校正数据；扫描阶段，步骤S1，产生激光束；步骤S2，选定一个未扫描的圆轨迹作为待扫描圆轨迹，控制激光束的偏转角，使其聚焦在待扫描圆轨迹的扫描起始点上，并设置与该扫描起始点对应的像差校正数据，使该激光束从该扫描起始点开始沿着该圆轨迹旋转一周，在扫描过程中，光束自转角速度与环形扫描角速度一致；步骤S3，重复步骤S3，直到N个圆轨迹都扫描完成。本发明在缩短像差校正时间的基础上，实现了高速大范围无像差扫描。

在光学系统中，不可避免地会存在像差，像差的存在会使系统的光学性能参数变差，例如聚焦光斑束腰半径变大，能量密度下降等。在某些领域中，例如激光眼科手术和激光加工等领域中，这种情况往往会造成加工的精度下降，需要注入的激光功率变大等等。特别是在扫描系统中，不同的扫描位置，像差的大小和方向并不相同，使得加工面的不同位置加工精度不同，加工质量下降。

目前解决光学系统像差问题的方法主要分为两种，一种是向系统中加入固定的像差补偿，另一种是向系统中加入动态的像差补偿。固定的像差补偿方法是，根据搭建好的光学系统测量出系统像差，设计一个固定的像差补偿器件，例如相位板等，通过向系统中加入设计的像差补偿器件来补偿系统像差。这种方法的局限性是只能补偿系统轴上点的像差。动态的像差补偿方法是，在光学系统中加入可变的像差补偿器件，例如液晶空间光调制器(SLM)、数字微镜器件(DMD)、可变形反射镜(DM)等等，通过特定的算法或公式计算出补偿器件需要显示的图案或排列的顺序来校准系统像差。相比于前一种方法，此方法理论上是可以对系统的全扫描视场进行像差校正，做法是对每个扫描点都进行独立的像差校正，在进行当前扫描点扫描时，向动态像差补偿器件中加载相应的像差补偿图案或排列的顺序。但是这样做非常复杂麻烦，需要耗费大量的时间，且在高速大范围扫描的情况下，对像差补偿器件的更新速度要求非常高，现有的器件无法满足要求。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”“985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

(1)本发明的无像差快速激光扫描系统及方法，利用激光扫描光路中像差是关于光轴回转对称的特性，对每个扫描圆轨迹只校正一个扫描起始点得到对应的像差校正数据，通过环形扫描，将该圆轨迹上的像差都设置成该扫描起始点对应的像差校正数据，使光束旋转角速度与环形扫描角速度一致，实现对所有圆轨迹上的像差都校正的效果，大大减少需要校正的扫描点数，缩短了像差校正时间。同时，一个圆轨迹才需要切换一次像差校正数据，对像差校正单元的更新速度和存储空间要求都大大降低，实现了高速大范围(全视场)无像差扫描。

(2)作为优选，针对脉冲激光，通过计算激光基频分频反推算出不同半径下与扫描点间距对应的光束扫描角速度，得到不同半径对应的圆轨迹上的扫描点间距、光束扫描角速度、每个圆轨迹半径、激光分频系数一一对应的数据集，应用在激光眼科手术中，可以实现不同半径的圆轨迹上的扫描点间距均相同。

(3)作为优选，本发明的无像差快速激光扫描系统还包括中继单元，可以使得光束偏转单元和光束旋转单元的光瞳匹配，提升扫描成像质量。

总而言之，本发明的无像差快速激光扫描系统及方法，在缩短像差校正时间的基础上，实现了高速大范围(全视场)无像差扫描。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。