Rear-surface light intensification caused by Hertzian-conical crack in 355-nm silica optics

Theoretical studies show that the Hertzian-conical crack can be considered to be composed of double cone faces for simplification. In the present study, the three-dimensional finite-difference time-domain method is employed to quantify the electric-field distribution within the subsurface in the presence of such a defect under the normal incidence irradiation. Both impurities (inside the crack) and the chemical etching have been investigated. The results show that the maximum electric field amplitude |E| _max is 9.57374 V/m when the relative dielectric constant of transparent impurity equals 8.5. And the near-field modulation will be improved if the crack filled with remainder polishing powders or water vapor/drops. Meanwhile, the laser-induced initial damage is moving to the glass-air surface. In the etched section, the magnitude of intensification is strongly dependent on the inclination angle θ. There will be a highest modulation when θ is around π /6, and the maximum value of |E| _max is 18.57314 V/m. When θ ranges from π /8 to π /4, the light intensity enhancement factor can easily be larger than 100, and the modulation follows a decreasing trend. On the other hand, the modulation curves become smooth when θ > π /4 or θ < π /8.     

激光装置片状放大器组件的氙灯可靠性分析

 整理惯性约束聚变激光装置的运行记录和氙灯的故障数据,得到10种氙灯故障现象,并且归纳为3类,即触发故障、绝缘故障和氙灯爆炸,按故障发生时间可以分为“引发失效”的故障和“舍生取义”的故障。分析3类氙灯故障与片状放大器组件以及装置打靶成功率的逻辑关系,生成基于氙灯故障的装置打靶故障树,描述氙灯可靠性对于装置打靶成功的重要性。分析氙灯的生产工艺流程和工艺缺陷,生成氙灯的故障与工艺的鱼刺图,揭示氙灯故障的根源。     

基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性分析

 基于金属化膜脉冲电容器的失效机理,研究了基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性评估问题,给出了一个该型电容器的加速退化失效模型和参数统计推断方法。基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.066 9×10^{-8sup>和0.022 1,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4。使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用。}     

高功率激光放大器片腔洁净度实验研究

 在氙灯放电泵浦过程中,放大器片腔内材料在高强度氙灯光辐照下,存在显著的热解过程,产生大量的微米级悬浮粒子。在两种实验条件下对粒子数进行了测量：一是放大器氙灯泵浦结束之后悬浮粒子的自然消散过程;二是氙灯泵浦结束之后利用大气流量的超纯氮气冲洗片腔之后的粒子数测量。研究结果表明,正常情况下,氙灯泵浦结束后片腔洁净度达到了10~50万级气溶胶的水平(在粒子直径Φ 0.5 μm的水平上)。利用大气流量的超纯N₂气冲洗片腔能够在短时间内显著地提高片腔的洁净度。     

拟柱面激光二极管阵列端面泵浦方式提高固体激光器性能

就高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器提出一种新的耦合方式:激光二极管阵列拟柱面排布,即所有激光二极管面阵成1维圆弧型排列,圆弧的圆心在增益介质的几何中心,其后紧接一个空心导管进行耦合传输。建立了3维光线追迹程序对这种新耦合方式的特性进行模拟。模拟计算结果表明:这种耦合方式中二极管阵列排布方式灵活,当二极管阵列面阵单元以1×12(圆弧方向)、2×6(圆弧方向)、3×4(圆弧方向)这3种排布方式排布时,在较大的圆半径变化范围内均能实现高的输出耦合效率和高的能量沉积效率;当增益介质紧贴导管输出放置时,3种方式排列均能在增益介质中实现均匀平顶分布;当快轴方向所排阵列个数与慢轴方向所排阵列个数之比接近慢轴发散角与快轴发散角之比时,能获得更好的耦合效果。     

Temperature-related performance of Yb^3＋：YAG disc lasers and optimum design for diamond cooling

In this paper the temperature-related performances of the Yb^3＋：YAG disc laser has been investigated based on quasi-three level rate equation model. A compact diamond window cooling scheme also has been demonstrated. In this cooling scheme, laser disc is placed between two thin discs of single crystal synthetic diamond, the heat transfer from Yb^3＋：YAG to the diamond, in the direction of the optical axis, and then rapidly conducted radically outward through the diamond to the cooling water at the circumference of the diamond/Yb^3＋ ：YAG assembly. Simulation results show that increasing the thickness of the diamond and the overlap-length （between diamond and water） decreases the disc temperature. Therefore a 0.3-0.5 mm thick diamond window with the overlap-length of 1.5 2.0 mm will provide acceptable cost effective cooling, e.g., with a pump intensity of 15 kW/cm^2 and repetitive rate of 10 Hz, to keep the maximum temperature of the lasing disc below a reasonable value （310K）, the heat exchange coefficient of water should be about 3000 W/m^2K.     

掺钕无机液体激光器的初步研究

为解决固体激光器在高平均功率下的热管理问题，LLNL提出可移动式片状固体热容激光器（SSHCL），这就启发我们：假如激光介质是流体的话，就可以很容易地将激光冷却分离，激光器在工作的同时还可以“离线”冷却，可以不问歇地输出激光。LLNL最近的研究结果表明：用较便宜的含有稀土元素的液体代替SSHCL中的固体介质，可以降低整个系统的重量、体积、成本及技术复杂性，而且使得热管理变得容易。相对于固体基质，无机惰性液体基质有诸多优点，对于高平均功率和高峰值功率的应用需求，用液体介质代替固体介质，不失为一个极具吸引力的解决方案。     

4×2片状放大器能源系统防电磁干扰研究

 对4×2片状放大器能源系统整个充放电过程中的几种电磁干扰进行了详细的分析比较，针对这些电磁干扰，采取储能电容器一端接地、整个能源模块单点接地、预电离屏蔽以及光纤隔离等防干扰措施，消除了4×2片状放大器能源系统的电磁干扰，使整个系统运行安全、稳定、可靠。     

退火参数对熔石英透射波前和损伤阈值的影响

 采用高温退火技术去除熔石英元件表面由于CO2激光修复带来的残余应力,研究了退火环境对元件的表面污染,分析了不同退火温度（600～900 ℃）和保温时间（3～10 h）对于元件残余应力、透射波前、表面粗糙度和激光损伤阈值的影响。结果表明:在800 ℃以下,高温退火10 h可有效去除CO₂激光修复带来的残余应力,对元件的透射波前和表面粗糙度无明显影响;石英保护盒能有效减少退火环境对元件表面产生的污染,但仍有X射线光电子能谱检测不到的表面污染物存在;在退火后采用质量分数为1%的HF刻蚀15 min,激光损伤阈值可恢复,同时元件透射波前和表面粗糙度并无明显的增加。     

熔石英亚表面修复形貌对光场的调制

基于标量衍射理论, 计算了熔石英亚表面高斯型修复形貌对于光场的调制，用Matlab对结果进行了仿真并与实验结果进行了比较。所得结果表明，二者有较好的一致性, 一定尺度的高斯面型修复形貌会对光场产生调制，且调制度随光场传输位置变化，通过适当选择后续光学元件位置，可降低光场调制造成光学元件损伤的风险。