高功率激光装置靶场光学系统的误差分析

基于高功率激光装置主激光束精确打靶的需要,应用误差分析方法为装置的工程实施和单元技术的改进提供理论指导.针对装置在每发打靶前多应用自动准直技术来消除存在的误差,而传统的误差分析方法即随机误差和传统误差又未能进行全面系统的分析,提出了新的激光瞄准误差分析方法:静态误差和动态误差的划分.通过对靶场光学系统全面的误差分析,获得激光瞄准精度的普适性公式,并验证了该误差分析方法的正确性和可行性.     

高功率激光装置中透镜一阶鬼点形成规律分析

为了得到一阶鬼点形成的一般规律,从成像公式出发,利用薄透镜近似,对在高功率激光装置中所使用的各种形状的透镜,各表面剩余反射形成的一阶鬼点位置与其焦距的关系进行了推导,给出了两种入射方式下的关系式,为高功率激光装置中透镜的设计提供了一定的参考。     

高功率激光装置中终端光学系统的鬼像分析

基于光传输的多叉树原理,研究了用于惯性约束聚变的高功率激光装置终端光学系统中多级衍射和多次反射杂散光与鬼点分布,根据光线经色分离光栅的传播规律进行了实际鬼光路计算,对聚焦透镜、色分离光栅、防护片组成的光学系统产生的杂散光及会聚鬼点进行了全面分析,得出三次谐波鬼点620个,二次谐波和基频光的会聚鬼点相对较少.分析表明非球面的一次反射鬼点最具威胁,大角度衍射和倾斜平面反射使大量鬼点向系统外部移动,并增大鬼光束的像差,减小其危害.这种方法可以以动态数据结构捕捉全部鬼点,并获得鬼光束结构.     

高功率激光系统空间滤波器透镜焦距的选择及其测量

对高功率激光系统中空间滤波器中透镜ｆ／Ｄ选择所涉及的几个问题进行了探讨，并设计了一种适合于大ｆ数透镜焦距测量的方法．     

高功率激光窗的热透镜效应及补偿

本文对GaAs及ZnSe输出腔镜的热透镜效应进行了实验研究和理论分析.用凹面输出腔镜对热透镜效应进行了补偿,使高功率快速流动横向电激励CO_2 激光器的光束质量得到了提高.     

高功率激光装置电磁兼容设计

高功率激光装置在试验运行过程中会产生强烈的电磁脉冲辐射,对试验中的仪器设备以及周围的环境带来辐射影响。针对高功率激光装置进行了双法拉第笼、环形接地盘等系统级电磁兼容设计,有效降低了试验中电磁脉冲对外界的干扰。通过计算、实验,掌握电磁脉冲在各类设备内的场强分布,进行了有针对性的电磁加固,并对设备内部的重要单元器件进行设计优化,降低电磁脉冲对于试验测量的干扰,确保了设备的运行安全。     

在神光Ⅱ装置第九路系统开展351nm波长激光高通量传输的实验研究

提出一种可实现351 nm波长激光高通量传输的终端光学组件(FOA)的物理设计方案,研究了设计优化方法,并利用神光Ⅱ装置第九路系统开展了实验研究。实验共进行了33发激光发射:激光光束净口径310 mm,时间脉冲宽度3 ns,1053 nm波长激光能量1000~4500 J。实验获得最高三次谐波转换效率69.6%和351 nm波长激光传输通量3.76 J/cm2,同时监测到高通量激光传输引起的动态环境污染物颗粒变化数和光学元件激光诱导损伤等现象。实验结果表明,通量密度约为3 J/cm2@351 nm的光学元件损伤主要是由激光传输散射鬼光束辐照材料所激发的污染物所致。     

基于楔形微透镜补偿半导体激光阵列指向偏差

针对半导体激光阵列的发光单元指向性偏差导致快轴光束质量显著劣化的现象,研究了发光单元指向性偏差对快轴光束质量的影响,提出了一种利用微光学元件补偿发光单元指向性偏差的方法,设计了一种楔形微透镜阵列,可实现单个bar条的光束耦合进芯径200μm、NA=02的光纤。模拟计算结果表明,楔形微透镜阵列的补偿作用可使半导体激光阵列快轴方向的光参数积由6424mm·mrad下降到5814mm·mrad,光纤耦合效率达到956,相比补偿前提高了104。为降低工艺难度,采用分类补偿的方法,模拟光纤耦合效率达到915。考虑到工业应用,采用由三片楔形透镜组成的透镜组对分类后的发光单元光束分别进行补偿,测量得到的光纤耦合效率为904,比补偿光束指向性之前的耦合效率提高了约7。     

改进的红外光楔测量装置及应用分析

锗光楔角度的测量无法采用一般光楔的检测方法，本文对原有的楔形角测量装置进行了改进。与原装置相比，采用了多个微动机构，底座采用了720多齿分度台；绕光轴的转动采用螺旋－杠杆微动机构，以替代原先的摆动杠杆机构，可以更有效地利用搜索逼近法完成对楔角的测量。本装置除用于红外光楔的锗晶体测量之外，亦可用作其他光学玻璃的角度测量和分度使用。     

基于TMN技术的高功率激光装置控制系统

针对高功率激光装置光纤系统设备多、参数少、通信能力弱的特点,迫切需要实时控制和管理,通过与电信网络的分析与比较,提出了采用TMN技术对该系统进行控制管理.完成了高功率激光装置激光光纤系统的控制和管理,为该装置的平稳运行提供了可靠保障,达到了非常好的效果.同时对运用开放系统互联思想的TMN技术开发非通信领域的控制系统也是...     

高功率激光装置集中控制系统关键技术

高功率激光装置集中控制系统在研制过程中遇到了从系统构架设计到软件模拟等不同层面上的技术问题,经过多年的研究和测试,解决了控制系统研制中的关键技术,达到了装置对控制系统的性能指标要求,保证了控制系统的稳定可靠运行,并为未来同类装置的控制系统研制提供了重要的技术保障。     

高功率准分子激光参数测量研究

介绍了对高功率XeCl准分子激光MOPA系统中前三台激光器的输出激光进行的参数测量.实验分别对MOPA系统的前端输出种子光及其经过一级、二级、三级放大后所得激光进行了测量,研究包括采用哈特曼波前传感器对激光近场波前的测量和采用激光光束分析仪对激光远场光强的测量两个方面,分别得出激光的近场相位均方根误差和不同光斑尺寸定义下的远场发散角等实验测量结果,将实验结果与系统设计值进行比较分析,从而对激光器系统输出激光作出评价.     

神光Ⅱ升级装置终端光学组件的排布设计

设计高功率激光装置靶场终端光学组件(FOA)时考虑的重要因素足鬼像对光学元件的破坏.山于神光Ⅱ升级装置(SG-Ⅱ-U)的输出能量高、靶场空间小、鬼像分布情况复杂,导致了终端光学组件的设计难度很高.用自主研发的鬼像控制设计软件对神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件排布进行设计,给出了进行鬼像控制设计时需考虑的设计因素,并对比研究了两种靶场终端光学组件设计方案的优缺点,最后结合神光Ⅱ升级装置的特点,优化设计出神光Ⅱ升级装置靶场终端光学组件的最终排布方案.     

激光化学汽相淀积薄膜微透镜的设计与实践

本文介绍了采用激光化学汽相淀积（ＬＣＶＤ）技术淀积氮化硅薄膜微透镜的系统与工艺的设计。实践表明，按要求建立了ＬＣＶＤ的实验装置后，只要适当控制源气体的化学配比与浓度，调节激光功率与衬底上的光斑尺寸，选择淀积时间，就可以淀积出不同直径、透明、表面光滑的氮化硅薄膜微透镜。     

基于光压原理的高功率激光测量装置

建立了一套基于光压原理的高功率激光测量装置,其功率测量不确定度优于2%(置信因子k=2)。在0.6~15 kW功率范围内将光压方法与量热方法进行了比较,得到的最大相对偏差小于1%。该装置的功率测量上限仅受限于激光反射镜的损伤阈值,因此其功率测量上限可达100 kW甚至更高,同时还具有响应速度快、测量准确度高、可在线测量等优点。     

高功率激光装置同轴线缆电磁脉冲耦合仿真

高功率激光装置开展实验会产生强烈的电磁脉冲辐射。电缆端口是电磁干扰耦合的重要途径。针对高功率激光装置上广泛使用的同轴线缆开展电磁脉冲耦合问题仿真研究,建立同轴线缆的电磁脉冲耦合仿真模型,研究不同入射方向、不同长度同轴线缆电磁脉冲耦合的感应电压。仿真结果显示,同轴线缆部署方向以及长度对电磁脉冲耦合具有显著的影响。本文对装置靶场线缆选型、线缆铺设以及诊断仪器电磁屏蔽设计有着参考价值。     

高功率激光装置“火花—6”的靶照射系统

研究了可得到高照射均匀度靶的各种直接照射系统,要求的靶照射均匀度δＩ／Ｉ≤１～２％可在激光束数目Ｎ≥８０,束腰直径约等于靶的直径、束腰处强度为高斯分布或超高斯分布情况下得到,讨论了形成光束横截面所需强度分布的方法。     

高功率激光辐射近场鬼点反射对激光器损伤及抑制方法研究

高功率固体激光系统中的光学透镜对激光束的残余反射,可形成能量较大的鬼光束,极易对元器件及激光器造成损害,研究了高功率激光装置中的鬼点反射及其带来的破坏影响,给出了避开鬼点反射损伤的方法,可为高功率激光装置中透镜的设计提供参考．     

无透镜激光电线测径仪的测量计算原理及仿真

讨论无透镜系统测量原理的测径方法，建立了测量系统的几何光学模型，得到线径计算公式。通过实验计算程序，分析了线芯直径和位置偏差对测径公式误差的影响，并给出了相应的修正公式。