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波前畸变对光栅压缩器输出激光脉冲的时空特性影响

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中国激光 2018年第4期45卷 90-98页

作者：张森张军伟周忆王逍邓波粟敬钦胡东霞重庆大学机械工程学院重庆400030 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

波前畸变会影响平行光栅对压缩器输出脉冲的可压缩性和远场焦斑的质量。结合光线追迹法和夫琅禾费远场衍射原理建立了平行光栅对压缩器理论模型。同时分析了输入脉冲的波前误差、光栅衍射面的形变以及光栅波像差对压缩器输出脉冲远场焦... 详细信息

波前畸变会影响平行光栅对压缩器输出脉冲的可压缩性和远场焦斑的质量。结合光线追迹法和夫琅禾费远场衍射原理建立了平行光栅对压缩器理论模型。同时分析了输入脉冲的波前误差、光栅衍射面的形变以及光栅波像差对压缩器输出脉冲远场焦平面时空特性的影响,并采用蒙特卡罗方法数值模拟分析了其误差容许范围。为高功率激光装置中平行光栅对压缩器中进行波前畸变和光栅质量的控制提供了理论参考。

关键词：非线性光学波前畸变光栅对压缩器时空特性光栅形变波像差

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波前畸变下连续相位板焦斑的计算与实验

光学学报 2014年第3期34卷 154-159页

作者：温圣林颜浩张远航杨春林王健石琦凯中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为了提高惯性约束聚变(ICF)激光装置中连续相位板(CPP)的焦斑性能,建立了波前畸变下连续相位板焦斑的理论计算和分析模型,并根据CPP使用条件搭建了三倍频大口径CPP远场离线测试系统。对加工330mm×330mm口径的CPP和波前畸变元件进行了... 详细信息

为了提高惯性约束聚变(ICF)激光装置中连续相位板(CPP)的焦斑性能,建立了波前畸变下连续相位板焦斑的理论计算和分析模型,并根据CPP使用条件搭建了三倍频大口径CPP远场离线测试系统。对加工330mm×330mm口径的CPP和波前畸变元件进行了理论计算和离线测试实验的对比研究。理论计算和实测的焦斑形貌、参数数值均非常一致,验证了计算模型的正确性和实验系统的可靠性。理论和实验结果一致表明,波前畸变对CPP焦斑性能的影响非常严重,当弥散斑为0.5倍CPP焦斑时,畸变量已对CPP焦斑形貌产生了很大影响,能量利用率下降值大于4%,焦斑半径增大超过20μm,陡边阶数下降1.3阶,不均匀性均方根(RMS)值下降6%,旁瓣份额增长超过0.5%。

关键词：光学器件连续相位板焦斑波前畸变光束匀滑惯性约束聚变

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波前畸变对相干合成效果的影响分析

红外与激光工程 2013年第S1期42卷 128-132页

作者：卢飞叶一东蒋茂华中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

激光光束的相干合成由于能显著地提高远场功率密度在高能激光研究领域备受关注。在高能激光束相干合成技术中,各子光束的波前畸变对相干合成效果的影响显著。基于八束激光环形排布的合成方式,模拟各子束光束质量的变化对合成束光束质量... 详细信息

激光光束的相干合成由于能显著地提高远场功率密度在高能激光研究领域备受关注。在高能激光束相干合成技术中,各子光束的波前畸变对相干合成效果的影响显著。基于八束激光环形排布的合成方式,模拟各子束光束质量的变化对合成束光束质量的影响。结果表明,合成束的β值和BQ值随着子束波前RMS增大而增大,β值线性度较好;以光束BQ值为参考,要使相干合成对非相干合成占优势,则需保证子束波前畸变的RMS小于0.3λ。

关键词：相干合成波前畸变光束质量子束波前RMS

直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响

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物理学报 2022年第5期71卷 140-150页

作者：叶志斌江舒王海伦吴飞邓小雷王建晓衢州学院电气与信息工程学院衢州324000 浙江晶泰玻璃科技有限公司衢州324000

近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析... 详细信息

近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析了均匀性为92%,80%和70%,且总的抽运功率不变时,激光器高阶像差分布情况.随着均匀性逐渐减弱,激光器中高阶像差逐渐增强,低阶像差量基本保持不变.实验中,设计加入波导和未加入波导结构,构建了均匀性为92%和70%的抽运光分布,分别测量了两种情况下的波前抖动情况以及波前畸变分布,抽运功率为5 kW时,测量获得了整个增益模块的光程差高阶分量(OPD_(H)),其畸变量均方根(RMS)值为0.66μm和0.79μm,实验结果和理论分析结果基本趋势一致.

关键词：激光器直接液体冷却波前畸变

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波前畸变对大口径光束相干合成中光束指向探测的影响

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中国激光 2017年第6期44卷 233-237页

作者：母杰周凯南王逍左言磊曾小明王晓东谢娜周松李志林赵丹朱启华粟敬钦中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 上海交通大学IFSA协同创新中心上海200240 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710054

为了研究波前畸变对光束指向探测的影响,采用蒙特卡罗方法分别在整口径和不同口径、不同排布的子口径情况下,对光束进行了模拟分析。研究结果表明,当波前畸变的均方根值小于0.163λ时,光束指向探测误差小于0.5μrad;当波前畸变的均方根... 详细信息

为了研究波前畸变对光束指向探测的影响,采用蒙特卡罗方法分别在整口径和不同口径、不同排布的子口径情况下,对光束进行了模拟分析。研究结果表明,当波前畸变的均方根值小于0.163λ时,光束指向探测误差小于0.5μrad;当波前畸变的均方根值小于0.234λ时,光束指向探测误差小于1μrad。可选取波前畸变相对较小的子光束区域来计算整口径的光束指向。

关键词：激光技术相干合成蒙特卡罗方法光束指向探测波前畸变

高能激光器自由旋涡气动窗口激光波前畸变的初步研究

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中国激光 2003年第4期30卷 289-294页

作者：刘天华姜宗福许晓军刘泽金赵伊君国防科学技术大学理学院定向能技术研究所湖南长沙410073

分析了用哈特曼夏克波前传感器研究高能激光器自由旋涡气动窗口对输出激光波前畸变的原理 ,并利用37单元哈特曼波前传感器实验研究自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束... 详细信息

分析了用哈特曼夏克波前传感器研究高能激光器自由旋涡气动窗口对输出激光波前畸变的原理 ,并利用37单元哈特曼波前传感器实验研究自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响。结果表明 ,自由旋涡气动窗口对输出激光波前的影响主要是光束偏转和离焦 ,而其他低阶及高阶像差都比较小。由于透射激光束的偏转是稳定的 ,很容易由倾斜镜进行校正 ,因此稳定工作状态下的自由旋涡气动窗口能够满足实验需求。

关键词：高能激光器哈特曼-夏克波前传感器自由旋涡气动窗口波前畸变波前重构斯特列尔比

上行链路大气波前畸变对剪切光束成像技术的影响

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物理学报 2018年第20期67卷 342-349页

作者：兰富洋罗秀娟樊学武张羽陈明徕刘辉贾辉中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 中国科学院大学北京100049

剪切光束成像(sheared-beam imaging,SBI)技术是一种利用三束剪切相干激光照明的非传统成像技术,该技术通过探测器阵列接收目标反射回波的散斑图进行计算成像,在对远距离暗弱目标高分辨率成像方面有着独特的优势.大气湍流引起的光束波... 详细信息

剪切光束成像(sheared-beam imaging,SBI)技术是一种利用三束剪切相干激光照明的非传统成像技术,该技术通过探测器阵列接收目标反射回波的散斑图进行计算成像,在对远距离暗弱目标高分辨率成像方面有着独特的优势.大气湍流引起的光束波前畸变是影响SBI成像质量的一个关键因素,因此本文从湍流引起的激光波前畸变对目标频谱信息提取的影响入手,建立了光束波前畸变对成像影响的理论模型.利用多层相位屏模型模拟了近地25 km大气对SBI光束传输的影响.通过计算机仿真,得到了不同激光发射孔径和不同成像距离时SBI的成像结果.仿真结果表明,选取合适的发射孔径尺寸可以有效缓解湍流对光束波前质量的影响,从而提升成像质量.在Hutchin的研究基础上,对孔径选择范围的已有研究成果进行了扩展与深化.给出了SBI系统发射孔径尺寸选取的建议,为SBI对不同高度目标成像的像质差异分析提供了参考.

关键词：剪切光束成像波前畸变大气湍流相位起伏

压缩聚焦过程中的波前畸变对远场时空分布影响

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光学学报 2020年第11期40卷 216-222页

作者：胡必龙王逍李伟曾小明母杰左言磊王晓东吴朝辉粟敬钦中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900 等离子体物理重点实验室四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088

针对超高峰值功率激光系统中脉冲的压缩及聚焦过程进行建模,基于光线追迹法和夫琅禾费衍射方法对平行光栅对压缩器的色散过程和抛物面镜的聚焦过程进行了模拟分析,同时采用Square-Radial多项式对方形口径的波前畸变进行描述,分析了近场... 详细信息

针对超高峰值功率激光系统中脉冲的压缩及聚焦过程进行建模,基于光线追迹法和夫琅禾费衍射方法对平行光栅对压缩器的色散过程和抛物面镜的聚焦过程进行了模拟分析,同时采用Square-Radial多项式对方形口径的波前畸变进行描述,分析了近场存在4种不同波前畸变情况时对远场时空分布的影响,定量给出了不同情况下波前畸变误差的允许范围。

关键词：超快光学脉冲压缩超快激光衍射光栅波前畸变时空特性

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直接液冷薄片激光器波前畸变优化研究

中国激光 2022年第23期49卷 26-32页

作者：魏前明阮旭易家玉马宇中山大学中法核工程与技术学院广东珠海519000 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳612000 中国工程物理研究院高能激光重点实验室四川绵阳612000

对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实... 详细信息

对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实际工作条件,建立了单薄片双通道增益模块在对称情况下的模型,研究了微通道高度、薄片厚度、冷却液雷诺数等参数对激光器输出波前畸变的影响。结果表明:当其他条件一定时,随着微通道高度及薄片厚度的减小,激光器输出光束质量提高;随着冷却液雷诺数增大,激光器输出光束质量提高。经遗传算法优化后的设计参数产生的输出光束光程差均方根值为3.27μm,峰谷值为6.11μm,相较于经典文献设计参数下的均方根值和峰谷值分别降低了12.3%和15.6%。

关键词：激光器直接液冷薄片激光器耦合模拟波前畸变遗传算法优化

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