组合透镜法测量透镜焦距方法研究及数值分析

为了解决神光系列装置所需长焦透镜焦距的检测问题,在现有斐索干涉仪的基础上,对常规组合透镜方法进行了拓展,提出了双探头光栅尺法。对两种方法的工作原理及检测方法进行了分析,同时计算分析了测量数据误差对测量结果的影响,得出测量数据测量误差的上限要求。这两种方法具有测量精度高、重复性好、测量过程简单的优点,对于各类透镜焦距的检测具有重要的实用价值。     

基于多次平移的平面绝对检测仿真

将待测面形表示为多项式的和,通过分别沿x,y向多次平移待检光学元件得到移动前后待测元件面形差,采用最小二乘法拟合多项式系数,得到待检光学元件的绝对面形。推导了多次平移法的理论公式,并进行了仿真实验,模拟了移动次数、移动间隔和采样点数对测量精度的影响。仿真结果表明:待测平面与初始平面残差图的均方根值为5.118×10~(-13)λ,理论误差达到高精度平面面形检测要求。     

一种球面透镜波前畸变的绝对检测方法

球面透镜的透射波前畸变是影响激光驱动器光束质量的重要参数。采用移相干涉仪检测球面透镜波前畸变时,测量结果的精度受限于标准球面镜头和后置平面反射镜的精度。然而,现有的绝对检测技术仅适用于反射元件。为了满足球面透镜波前畸变的高精度检测需求,提出了一种适用于球面透镜透射波前的绝对检测方法:三位置 平移相减法。详细介绍了三位置 平移相减法的原理,对其进行了模拟仿真和实验验证。仿真结果显示:三位置 平移相减法的仿真误差为10 nm~13 nm,达到高精度测量的理论要求;实验结果表明:三位置 平移相减法可以有效地减小前标准球面镜头和后置平面反射镜对测量结果的影响,该方法对球面透镜的加工和装调具有很好的指导意义。     

透射波前测量中寄生条纹的产生原理及移除方法

在平行平板类元件透射波前的测量过程中,在干涉强度图上有时会产生寄生条纹,会给透射波前的测量引入较大的误差。阐述了寄生条纹的产生机理,仿真分析了寄生条纹对透射波前测量误差的影响,介绍了调节移除寄生条纹的方法。对一平板类透射元件进行了实验对比,分别测量了在具有寄生条纹时和移除寄生条纹后的透射波前。根据对比结果可以看出,该调节方法能有效地消除寄生条纹对透射波前测量的影响,使测量结果能更真实地反应出元件透射波前的分布。     

波前功率谱密度函数评价方法探讨

 波前功率谱密度PSD（Power Spectral Density）能定量给出波前畸变的空间频率分布、限定波纹度和粗糙度指标，全面反映ICF驱动器对高功率激光光学元件加工质量的特殊要求。给出了波前功率谱密度PSD的定义及计算方法，并使用大口径相移干涉仪作为波前检测仪器，对光学磷酸盐钕玻璃透射波前进行了测试实验，获得波前一维PSD分布，证实功率谱密度为高功率激光光学元件波前参数的一种有效表征方式。同时，还对PSD与均方根RMS之间的关系进行了初步的讨论。     

用光腔衰荡光谱法判断钕玻璃体损伤的产生

运用光腔衰荡光谱技术测量钕玻璃在激光辐照下其透过率的变化,判断出钕玻璃体损伤的产生。实验采用直腔型衰荡光腔,通过检测钕玻璃在强激光辐照下产生应力时其透过率的变化,测试出了钕玻璃在强激光辐照下产生体损伤的激光能量密度。该测试方法灵敏度高,且对测试元件无破坏作用。     

KDP晶体折射率不均匀性对三倍频转换效率的影响

 采用正交偏振干涉测量法获得了典型的快速(RG)和传统(CG)生长的KDP晶体折射率空间分布，数值模拟了倍频晶体固定失谐角分别为0和220 mrad时晶体折射率不均匀性对高功率三倍频光转换效率的影响。结果表明：快速生长晶体的折射率不均匀性的均方根约为传统生长晶体的6倍；三倍频转换效率在低功率密度下对折射率不均匀性不敏感，在高功率密度下尤其是转换效率较高时很敏感；当混频过程中的二倍频光不过剩时，在晶体折射率变化对三倍频效率的影响方面，倍频晶体比混频晶体严重；目前国产的传统生长晶体可以满足高功率三倍频实验要求。     

三种不同波长的激光对熔石英损伤行为的对比研究

利用SAGA激光器，输出脉宽为7．2ns、波长分别为1064nm、532nm、355nm的基频光和倍频光，对相同类型的5块石英基片用R：1的方法分别测量了其损伤阂值，对比不同波长激光对石英材料的损伤行为差异。得出其损伤阈值在三种不同波长激光作用下分别为：46．78J／cm^2、13．4J／cm^2、9．28J／cm^2；并利用尼康E600W光学显微镜对三种不同波长激光造成的损伤形貌进行了观察，结合当前光学材料的损伤机理，对比得出倍频激光对石英基片的损伤破坏能力远大于基频光，且对石英材料的损伤机理主要表现为多光子吸收导致的雪崩电离破坏，而基频光的损伤多为表面缺陷及杂质引起的热破坏的结论。     

反射式热透镜时变信号测量固体热扩散率的研究

介绍了采用反射式热透镜时变信号测量固体热扩散率的一种简便方法,该方法结合表面热透镜技术原理,采用表面透镜的动态变化和反射的探测光发散的幅度来确定固体的热扩散率,相对于传统的热扩散率测量方法要快捷简单。对较大范围的一系列物质的热学特性进行了实验研究,证明了其实用性。     

划痕型缺陷对光场质量的影响

为了研究高功率激光系统中划痕型缺陷对光场质量的影响,采用分步傅里叶算法对非线性近轴波动方程进行求解,模拟分析了不同划痕参数(长度、宽度、深度)下,元件内部、光束近场、元件后传输光场以及光束远场的光强分布情况。数值模拟结果表明:随着划痕长度、宽度或深度的增加,元件内部以及元件后传输光场的峰值强度和对比度均会相应增强;光束近场的光强对比度也会略微增大;对于光束远场的强度分布,与划痕宽度方向所对应的频谱能量会不断增强。该项研究工作可以为划痕检验标准的制定提供一定的定量分析依据。