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。     

大口径光学元件波前功率谱密度检测

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的检测和分析。     

强激光光学元件表面功率谱密度函数估计

在扼要描述了光学件表面轮廓测量中功率谱密度（ＰＳＤ）函数的基本概念、公式和应用基础上,重点讨论了光学元件表面低频和中高频空间频率ＰＳＤ对光场分布的影响,并给出了强激光光学元件表面ＰＳＤ函数曲线的几个实测结果。     

功率谱密度的数值计算方法

 采用功率谱密度PSD(Power Spectral Density)作为大尺寸光学元件表面质量的评价标准,对其定义及计算普适公式及方法进行了详细的分析推导,给出了被测样品的计算结果,并就在不同条件下计算平均PSD的方法和结果进行了分析比较和讨论。     

功率谱密度的数值计算方法

采用功率谱密度PSD(Power Spectral Density)作为大尺寸光学元件表面质量的评价标准,对其定义及计算普适公式及方法进行了详细的分析推导,给出了被测样品的计算结果,并就在不同条件下计算平均PSD的方法和结果进行了分析比较和讨论。     

强激光系统波前功率谱密度的数值计算研究

惯性约束聚变(ICF)系统中,影响激光聚焦性能的一个重要指标是波前功率谱密度(PSD),它所对应的空间周期为0.12～33mm。对PSD的数值计算所涉及到的关键技术进行了详细的理论及实验分析研究。通过对中频段的波前位相均方根值的分析表明,波前数据的空域处理采用Quad flip技术较为合适,对频域滤波器的选用需要综合考虑滤波的有效性及波前的失真。通过对二维PSD的分析表明,空域处理采用加窗技术较为合适。该项研究为ICF系统中的PSD指标的确定及检测算法奠定了基础。     

利用功率谱密度评价离子束抛光光学元件表面粗糙度

利用功率谱密度(PSD)评价光学表面粗糙度具有传统评价手段(Ra)所不具备的优势。给出了功率谱密度的计算方法,以及抽样方向与一维PSD曲线的关系。在离子束抛光K9玻璃实验中引入PSD曲线,以评价抛光光学零件的光学表面粗糙度,结合PSD曲线与Ra值能够更全面的指导光学加工。     

高功率固体激光近场强度功率谱密度特性分析

高功率固体激光驱动器的负载能力已经成为限制驱动器发展的瓶颈问题,负载能力研究的主要是激光束近场和光学元件的相互作用过程。采用功率谱密度(Power spectral density,PSD)方法分析了多程放大构型高功率固体激光驱动器实验输出近场强度的频谱在激光强度提升过程中的演变规律,分析了引起近场强度调制的主要因素。结果表明,高强度下,激光驱动器的输出近场存在明显的频谱特征,二维功率谱密度近似满足各向同性,近场调制主要源于小尺度自聚焦效应,PSD曲线显示获得增长的频率主要是各级空间滤波器截止频率所限定的频段。     

波前功率谱密度(PSD)测量滤波器的设计

在采用波前功率谱密度评价大口径光学元件时,由于测得的原始数据受到测量系统引入的各种噪音和外界干扰的作用,会使检测准确度下降.对比引入带通滤波技术,对原始数据的有效滤波,减小带外的噪音分量和频谱混叠现象的影响.分别设计了无限脉冲响应带通滤波器和有限脉冲响应带通滤波器,通过模拟分析比较了两者的性能,得出在波前波前功率谱密度用于评价大口径光学元件的面形质量时,采用有限脉冲响应滤波器可以得到更高的测量准确度.     

大口径光学元件功率谱密度的统计法测量

针对ICF系统要求,提出了一种基于统计理论的大口径光学元件功率谱密度测量方法。该方法将大口径波前划分成足够多个子区域,分别求得每个子区域波前的功率谱密度,根据统计理论可将大口径波前功率谱密度表示为各个子区域波前功率谱密度的加权平均,其权重因子是各子区域对应的面积。模拟计算和实验结果验证了统计法测量的有效性,并表明当子区域个数大于等于8×8时,统计法测量和子孔径拼接测量得到的功率谱密度吻合较好。统计法测量对平台移动精度和环境稳定性要求不高,可应用于大口径光学元件功率谱密度的过程检测。     

基于方差一致的随机信号功率谱密度修正

由于分析频率间隔与频率分辨率的不同以及窗函数的使用,通常的功率谱密度数值计算可能会损失时域信号的方差信息,分析频率和信号长度选取不同时,得到的功率谱密度幅值不能够保证唯一性。为使得到的功率谱密度能够保持原始时域信号的方差信息,基于时域信号方差和功率谱密度的积分值的一致性,对功率谱密度进行了修正,得到的功率谱密度能够保持时域信号的方差信息,适用于更一般的分析频率要求。     

高功率微波辐射场功率密度测量系统

根据功率密度大、脉冲短、形状不规则的特点,研制出一种能适应各种条件下使用的高功率微波功率密度测量装置。从已有的测量手段出发,比较其不同原理和适用性,选定了峰值检波法。根据实际工作需要,着重从结构及测量的可靠性、降低系统误差等方面,进行优化设计。该装置采用矩形波导和可靠性高的耦合衰减,利用示波器进行测量。最后详细地给出了测量系统的标定方法。     

强激光系统光学元件波前相位梯度分析

介绍了在高功率固体激光系统中用于评价光学元件对光束聚焦特性影响的参数——波前相位梯度及其检测原理和计算方法,并与常用的光学元件评价参数P V值、RMS值以及新引入的评价方式——PSD进行了比较。得到了高功率激光系统中几种典型光学元件的相位梯度分析结果,结果表明利用相位梯度分析方法能够有效的对光学元件的加工质量进行评价。     

产生旁瓣的激光波前功率谱密度与焦斑性能分析

讨论了在放置与不放置焦斑形态控制器件KPP的两种情况下,采用功率谱密度模拟分析有旁瓣焦斑的激光束波前分布的特点,并由此探讨高功率激光驱动器在无旁瓣的聚焦情形下,对入射到打靶透镜的激光束波前畸变量的控制要求。     

高功率固体激光装置光学元件“缺陷”分布的功率谱密度方法及等效求法

提出采用功率谱密度（PSD）的方法来描述光学元件的“缺陷”分布状况.以数目巨大的微米量级振幅调制型缺陷为例,基于统计思想,得到了光学元件“缺陷”分布等效PSD的求法,并验证了等效求法的合理性. 关键词： 功率谱密度 统计分析 等效求法 “缺陷”     

New fast spectral analysis method for solid materials

We propose a new fast method for direct spectral analysis of solid materials based on laser ablation of the sample in deionized water and real-time transport of the aqueous suspension of nanoparticles into the inductively coupled plasma of an emission spectrometer. As a result, we have all the instrumental and methodological advantages of standard equipment, along with calibration of the spectrometer using standard aqueous solutions. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 74, No. 3, pp. 281–282, May–June, 2007.