大口径方光束片状放大器小信号增益实验研究

 介绍了一台24cm×24cm的大口径钕玻璃片状放大器,并且在不同充电电压下进行了实验测试。在充电电压为22kV、泵浦能密度为14.62J/cm ³的条件下,获得了4.9%cm ^-1的小信号增益系数和2.43%的储能效率。     

High temperature thermal behaviour modeling of large-scale fused silica optics for laser facility

High temperature annealing is often used for the stress control of optical materials.However,weight and viscosity at high temperature may destroy the surface morphology,especially for the large-scale,thin and heavy optics used for large laser facilities.It is necessary to understand the thermal behaviour and design proper support systems for large-scale optics at high temperature.In this work,three support systems for fused silica optics are designed and simulated with the finite element method.After the analysis of the thermal behaviours of different support systems,some advantages and disadvantages can be revealed.The results show that the support with the optical surface vertical is optimal because both pollution and deformation of optics could be well controlled during annealing at high temperature.Annealing process of the optics irradiated by CO2 laser is also simulated.It can be concluded that high temperature annealing can effectively reduce the residual stress.However,the effects of annealing on surface morphology of the optics are complex.Annealing creep is closely related to the residual stress and strain distribution.In the region with large residual stress,the creep is too large and probably increases the deformation gradient which may affect the laser beam propagation.     

新型阵列式片状放大器全口径增益实验研究

 利用行波法对一台闪光灯泵浦、通光口径为29cm×29cm的新型高功率固体激光阵列式片状放大器的全口径平均增益进行了实验测试，在充电电压为23kV、泵浦能密度为10J/cm³的条件下，新型4×2×3阵列式片状放大器端部模块全口径平均增益为4.925%cm^-1，内部模块全口径平均增益为5.519%cm^-1。     

Numerical Investigation of Thermal Effect in Plasma Electrode Pockels Cell for High Average Power

The average power of a Pockels cell is limited by thermal effects arising from the optical absorption of the laser pulse. These thermal effects can be managed by configuring the switch as a plasma-electrode thin plate Pockels ceil, which works under heat-capacity operation. Simulation results show that, based on KD＊P （in thickness 0.5 cm） at an average power loading of 1 kW, the aperture integrated depolarization loss at 1.06 um is less than 10% in 5min working time.     

高负载脉冲氙灯管壁特性实验

利用“神光”-Ⅲ原型装置所用氙灯（内径为Ф31mm，弧长为1430mm，壁厚为3．5mm，管材为掺铈石英玻璃）进行高负载（爆炸系数fx=0.6）实验。图1给出了氙灯放电时的电流电压波形。实验发现，氙灯运行不到10发时，氙灯灯管内壁出现白色花纹，而且白色花纹的出现是随机的，并且不是一直都会存在。随着运行发次的增加，氙灯内壁出现乳状积淀物，发白区域从两端向氙灯中间延伸，但并不是均匀分布，而是成块状遍及整支灯管。运行到约20发时，在灯管内壁会出现短的亮线（即极限负载条纹），随着运行发次的增加，亮线的长度会沿圆周发展成弧形或圆环形，亮线的数量也会由两端离电极30mm处向氙灯中间增加，呈一系列的圆环分布，但圆环的间距并不相同，而且当氙灯冷却到室温时，可以观察到灯管内壁和氙灯下端（竖直）附有白色颗粒物。     

形状与位置对断点划痕场分布的影响研究

用3维时域有限差分方法分别研究了在355 nm入射激光作用下, 熔石英后表面具有不同形状 和位置的断点划痕对场分布的影响.研究表明,对于椭圆状的坑点, 当共线的轴长逐渐 增大时, 电场幅值与强点数目先增大后减小, 获得最大光强增强因子的两轴 比是1.1-1.2, 此时坑点呈近圆形. 当平行的轴长逐步增大时,电场幅值先逐渐增大, 当两轴比为0.53时趋于平缓, 而强点总数则呈"J"形曲线不断增长. 当坑点尺寸相同 但排放位置不同时, 相邻坑点的相对面积愈大, 调制愈强.     

神光-Ⅲ主机激光装置片状放大器洁净控制进展

针对神光-Ⅲ主机激光装置片状放大器的洁净控制采取了一系列有效措施。除了设计上更有利于洁净控制外,机械结构件表面残留不挥发性有机污染物也达到了低于1 mg/m2的水平。为了进一步提高放大器洁净度,进行了光照清洗。实验结果表明:神光-Ⅲ主机装置的洁净水平与美国国家点火装置接近,光照清洗时内部气溶胶等级维持在5 000~10 000之间,且绝大部分表面有机残留物在最初几发光照清洗中已被释放,从而得到一个干净的放大器腔体,减少了放大器运行时光学元件受污染和损伤的几率。     

光参量啁啾脉冲放大系统非线性晶体长度确定及调谐方法研究

首先介绍了模拟光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）过程的多种计算模型,在此基础上提出了三步走逐步逼近算法,以确定OPCPA过程中最稳输出时所需的非线性晶体长度.这种算法综合利用了上述计算模型,随着计算模型越来越精确,非线性晶体长度的计算范围越来越小.因而利用这种算法能高效、精确地确定最佳非线性晶体长度.最后提出在OPCPA过程引入一定的相位失配量,来调谐最稳输出时所需晶体长度,从而能突破晶体加工精度不够的局限,在实际OPCPA过程中获得稳定输出. 关键词： 光参量啁啾脉冲放大 最稳输出 相位失配 非线性晶体长度     

熔石英表面铜颗粒污染激光诱导损伤

利用SAGA-S激光器输出的355 nm波长激光,研究了熔石英表面铜颗粒污染的激光损伤规律。采用磁控溅射的方式在洁净熔石英表面制备不同尺寸的颗粒状污染物,用1-on-1,10-on-1,20-on-1的方式测试经污染后的熔石英基底的损伤阈值,并采用光学显微镜观察损伤形貌、CCD在线测量损伤斑尺寸。结果表明:污染后的熔石英基底的损伤主要发生在后表面,而且以热烧蚀和热应力为主,基底的损伤阈值与熔石英前表面污染颗粒尺寸呈负指数关系,随后表面污染物颗粒尺寸的增大呈略微下降。前表面颗粒污染物诱导损伤斑尺寸为颗粒污染物尺寸的4倍,后表面颗粒污染物引起的损伤斑尺寸约为颗粒污染物尺寸的2倍。并绘出损伤斑尺寸与颗粒尺寸、辐照方式之间的关系。     

高功率激光片状放大器中自发辐射放大研究

 采用理论模拟和实验研究相结合的方法，研究了高功率激光片状放大器中的自发辐射放大(ASE)效应。建立了一套较完整的包含空间和时间的3维ASE模型，分析了不同电压、不同储能分布和不同泵浦时刻、不同增益长度积条件下ASE效应对放大器储能效率和小信号增益系数的影响。对4×2×3组合式放大器的计算结果表明：随着泵浦电压升高，ASE效应明显加强；23kV泵浦电压下，ASE效应造成的平均储能下降210%，小信号增益系数损耗为16.62%，增益不均匀性为7.44%；增益长度积可以作为判断ASE效应的依据，其值越大，ASE效应越强。