超短超强激光装置中消色差技术的研究与进展

康俊; 崔自若; 朱坪; 高奇; 郭爱林; 朱海东; 杨庆伟; 孙美智; 谢兴龙; 朱健强

doi:doi:10.3788/LOP57.090001

激光与光电子学进展, 2020, 57 (9): 090001, 网络出版: 2020-05-06

超短超强激光装置中消色差技术的研究与进展下载： 1717次封面文章特邀综述

Research Progress of Achromatic Technology in Ultra-Short and Ultra-Intense Laser Facility

康俊 ^1,*崔自若 ^1,2,**朱坪 ¹高奇 ¹郭爱林 ¹朱海东 ¹杨庆伟 ¹孙美智 ¹谢兴龙 ¹朱健强 ¹

作者单位

¹ 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800

² 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049

图 & 表

图 1. SGII 5 PW装置的色差。(a)空间滤波器累积色差导致的PTD;(b)色差导致的终端焦斑离散量

Fig. 1. Chromatic aberration of SGII 5 PW device. (a)PTD caused by accumulated chromatic aberration the spatial filter; (b) terminal focal spot dispersion caused by chromatic aberration

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图 2. SGII 5 PW装置末端色差引起的波前偏离。(a) 858 nm波前;(b) 758 nm波前;(c)波前偏离量随镜片半径的变化

Fig. 2. Wave front deviation caused by chromatic aberration at the end of the SGII 5 PW device. (a) 858 nm wave front; (b) 758 nm wave front; (c) change in wave front deviation with lens radius

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图 3. Texas PW装置设计图^[35]

Fig. 3. Design drawing of Texas PW device ^[35]

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图 4. 反射式离轴扩束系统。(a)原理图^[39];(b)日本J-KAREN-P激光装置示意图^[37]

Fig. 4. Mirror-based expander system. (a) Schematic diagram^[39]; (b) device diagram of Japan J-KAREN-P facility^[37]

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图 5. Texas PW激光装置放大链路^[40]

Fig. 5. Amplification link of Texas PW laser facility ^[40]

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图 6. Offner结构色差补偿单元。(a)原理图;(b) MTW-OPAL整体结构^[20]

Fig. 6. Chromatic aberration compensation unit of Offner structure. (a) Schematic diagram; (b) Sketch of MTW-OPAL facility ^[20]

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图 7. QG-200TW激光装置色差补偿单元结构示意图^[42]

Fig. 7. Schematic of the PTD compensator of QG-200TW facility^[42]

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图 8. CAEP 5 PW装置示意图^[44]

Fig. 8. Schematic of CAEP 5 PW facility^[44]

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图 9. SULF 10 PW装置^[45]

Fig. 9. Schematic of SULF 10 PW facility^[45]

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图 10. PETEL装置示意图^[48]

Fig. 10. Schematic of the PETEL facility^[48]

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图 11. OMEGA EP 装置色差补偿单元^[49]

Fig. 11. Unit of the PTD compensator OMEGA EP^[49]

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图 12. XG-PW激光装置放大链示意图及色差补偿单元^[50]

Fig. 12. Optical schematic of amplification stage and PTD compensator of XG-PW^[50]

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图 13. SGII 5 PW色差补偿单元^[14,25]。(a)实验光路;(b)示意图

Fig. 13. Unit of the PTD compensator of SGII 5 PW^[14,25]. (a) Optical layout; (b) schematic diagram

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图 14. 色差补偿前后终端焦斑变化^[14]。(a)补偿前焦斑;(b)补偿后焦斑;(c)补偿前横纵向空间分布;(d)补偿后焦斑横纵向空间分布

Fig. 14. Changes in the focal of the terminal before and after chromatic aberration compensation^[14]. (a) Focal spot before compensation; (b) focal spot after compensation; (c) horizontal and longitudinal spatial distribution before compensation; (d) horizontal and longitudinal spatial distribution of focal spot after compensation

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康俊, 崔自若, 朱坪, 高奇, 郭爱林, 朱海东, 杨庆伟, 孙美智, 谢兴龙, 朱健强. 超短超强激光装置中消色差技术的研究与进展[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(9): 090001. Jun Kang, Ziruo Cui, Ping Zhu, qi Gao, Ailin Guo, Haidong Zhu, Qingwei Yang, Meizhi Sun, Xinglong Xie, Jianqiang Zhu. Research Progress of Achromatic Technology in Ultra-Short and Ultra-Intense Laser Facility[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(9): 090001.

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图 1. SGII 5 PW装置的色差。(a)空间滤波器累积色差导致的PTD;(b)色差导致的终端焦斑离散量

Fig. 1. Chromatic aberration of SGII 5 PW device. (a)PTD caused by accumulated chromatic aberration the spatial filter; (b) terminal focal spot dispersion caused by chromatic aberration

图 2. SGII 5 PW装置末端色差引起的波前偏离。(a) 858 nm波前;(b) 758 nm波前;(c)波前偏离量随镜片半径的变化

Fig. 2. Wave front deviation caused by chromatic aberration at the end of the SGII 5 PW device. (a) 858 nm wave front; (b) 758 nm wave front; (c) change in wave front deviation with lens radius

图 3. Texas PW装置设计图^[35]

Fig. 3. Design drawing of Texas PW device ^[35]

图 4. 反射式离轴扩束系统。(a)原理图^[39];(b)日本J-KAREN-P激光装置示意图^[37]

Fig. 4. Mirror-based expander system. (a) Schematic diagram^[39]; (b) device diagram of Japan J-KAREN-P facility^[37]

图 5. Texas PW激光装置放大链路^[40]

Fig. 5. Amplification link of Texas PW laser facility ^[40]

图 6. Offner结构色差补偿单元。(a)原理图;(b) MTW-OPAL整体结构^[20]

Fig. 6. Chromatic aberration compensation unit of Offner structure. (a) Schematic diagram; (b) Sketch of MTW-OPAL facility ^[20]

图 7. QG-200TW激光装置色差补偿单元结构示意图^[42]

Fig. 7. Schematic of the PTD compensator of QG-200TW facility^[42]

图 8. CAEP 5 PW装置示意图^[44]

Fig. 8. Schematic of CAEP 5 PW facility^[44]

图 9. SULF 10 PW装置^[45]

Fig. 9. Schematic of SULF 10 PW facility^[45]

图 10. PETEL装置示意图^[48]

Fig. 10. Schematic of the PETEL facility^[48]

图 11. OMEGA EP 装置色差补偿单元^[49]

Fig. 11. Unit of the PTD compensator OMEGA EP^[49]

图 12. XG-PW激光装置放大链示意图及色差补偿单元^[50]

Fig. 12. Optical schematic of amplification stage and PTD compensator of XG-PW^[50]

图 13. SGII 5 PW色差补偿单元^[14,25]。(a)实验光路;(b)示意图

Fig. 13. Unit of the PTD compensator of SGII 5 PW^[14,25]. (a) Optical layout; (b) schematic diagram

图 14. 色差补偿前后终端焦斑变化^[14]。(a)补偿前焦斑;(b)补偿后焦斑;(c)补偿前横纵向空间分布;(d)补偿后焦斑横纵向空间分布

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图 1. SGII 5 PW装置的色差。(a)空间滤波器累积色差导致的PTD;(b)色差导致的终端焦斑离散量

Fig. 1. Chromatic aberration of SGII 5 PW device. (a)PTD caused by accumulated chromatic aberration the spatial filter; (b) terminal focal spot dispersion caused by chromatic aberration

图 2. SGII 5 PW装置末端色差引起的波前偏离。(a) 858 nm波前;(b) 758 nm波前;(c)波前偏离量随镜片半径的变化

Fig. 2. Wave front deviation caused by chromatic aberration at the end of the SGII 5 PW device. (a) 858 nm wave front; (b) 758 nm wave front; (c) change in wave front deviation with lens radius

图 3. Texas PW装置设计图[35]

Fig. 3. Design drawing of Texas PW device [35]

图 4. 反射式离轴扩束系统。(a)原理图[39];(b)日本J-KAREN-P激光装置示意图[37]

Fig. 4. Mirror-based expander system. (a) Schematic diagram[39]; (b) device diagram of Japan J-KAREN-P facility[37]

图 5. Texas PW激光装置放大链路[40]

Fig. 5. Amplification link of Texas PW laser facility [40]

图 6. Offner结构色差补偿单元。(a)原理图;(b) MTW-OPAL整体结构[20]

Fig. 6. Chromatic aberration compensation unit of Offner structure. (a) Schematic diagram; (b) Sketch of MTW-OPAL facility [20]

图 7. QG-200TW激光装置色差补偿单元结构示意图[42]

Fig. 7. Schematic of the PTD compensator of QG-200TW facility[42]

图 8. CAEP 5 PW装置示意图[44]

Fig. 8. Schematic of CAEP 5 PW facility[44]

图 9. SULF 10 PW装置[45]

Fig. 9. Schematic of SULF 10 PW facility[45]

图 10. PETEL装置示意图[48]

Fig. 10. Schematic of the PETEL facility[48]

图 11. OMEGA EP 装置色差补偿单元[49]

Fig. 11. Unit of the PTD compensator OMEGA EP[49]

图 12. XG-PW激光装置放大链示意图及色差补偿单元[50]

Fig. 12. Optical schematic of amplification stage and PTD compensator of XG-PW[50]

图 13. SGII 5 PW色差补偿单元[14,25]。(a)实验光路;(b)示意图

Fig. 13. Unit of the PTD compensator of SGII 5 PW[14,25]. (a) Optical layout; (b) schematic diagram

图 14. 色差补偿前后终端焦斑变化[14]。(a)补偿前焦斑;(b)补偿后焦斑;(c)补偿前横纵向空间分布;(d)补偿后焦斑横纵向空间分布

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图 3. Texas PW装置设计图^[35]

Fig. 3. Design drawing of Texas PW device ^[35]

图 4. 反射式离轴扩束系统。(a)原理图^[39];(b)日本J-KAREN-P激光装置示意图^[37]

Fig. 4. Mirror-based expander system. (a) Schematic diagram^[39]; (b) device diagram of Japan J-KAREN-P facility^[37]

图 5. Texas PW激光装置放大链路^[40]

Fig. 5. Amplification link of Texas PW laser facility ^[40]

图 6. Offner结构色差补偿单元。(a)原理图;(b) MTW-OPAL整体结构^[20]

Fig. 6. Chromatic aberration compensation unit of Offner structure. (a) Schematic diagram; (b) Sketch of MTW-OPAL facility ^[20]

图 7. QG-200TW激光装置色差补偿单元结构示意图^[42]

Fig. 7. Schematic of the PTD compensator of QG-200TW facility^[42]

图 8. CAEP 5 PW装置示意图^[44]

Fig. 8. Schematic of CAEP 5 PW facility^[44]

图 9. SULF 10 PW装置^[45]

Fig. 9. Schematic of SULF 10 PW facility^[45]

图 10. PETEL装置示意图^[48]

Fig. 10. Schematic of the PETEL facility^[48]

图 11. OMEGA EP 装置色差补偿单元^[49]

Fig. 11. Unit of the PTD compensator OMEGA EP^[49]

图 12. XG-PW激光装置放大链示意图及色差补偿单元^[50]

Fig. 12. Optical schematic of amplification stage and PTD compensator of XG-PW^[50]

图 13. SGII 5 PW色差补偿单元^[14,25]。(a)实验光路;(b)示意图

Fig. 13. Unit of the PTD compensator of SGII 5 PW^[14,25]. (a) Optical layout; (b) schematic diagram

图 14. 色差补偿前后终端焦斑变化^[14]。(a)补偿前焦斑;(b)补偿后焦斑;(c)补偿前横纵向空间分布;(d)补偿后焦斑横纵向空间分布