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
采用光强度调制鉴相方案,使用直接数字频率合成器(DDS)和激光驱动器产生频率稳定的调制激光,注入待测光路,在待测光路后进行光电转换和放大,引入参考本振信号作为混频器相位参考信号,利用混频器测量待测光路信号与参考本振信号的相位差,获得光路延时信息。主要特点如下:提出了在本振信号链路三段移相的差分式检测方法,优化了鉴相点,提高了测量精度;采用单段短时两相位点测量模式,有效降低了光源功率波动、光路中光强波动、光电探测及放大电路增益波动、温度变化导致相位差漂移等带来的测量误差;在每个相位点多次测量采样,根据测量的平均值计算相位差,推导时间差。详细分析了测量电压和被测时延之间的函数关系,分析了影响测量精度的因素,构建验证系统,完成了实验验证。实验结果表明:本方案在4 ns的时延内的测量精度可达1 ps,大幅提升了现有高功率激光装置的同步测量精度。
测量 混频器 光电检测 时延 中国激光
2020, 47(10): 1004002
Author Affiliations
Abstract
National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A high power laser system was used to drive the ignition of inertial confinement fusion (ICF), of which the high energy, the uniform focal spot, the accurate laser waveform, and the synchronization between the laser beams are key parameters. To accomplish this, global laser characteristics control should be assured, which was the main purpose of the injection laser system. In this paper, the key technological progress involved in the improvement of the performance of the injection laser of SG-II is reported, including frequency domain control, time domain control, near-field spatial shaping, pre-amplifier technology, and the optical parametric chirped pulse amplification pump source.
amplifier injection laser pulse shaping spatial shaping synchronization. High Power Laser Science and Engineering
2018, 6(2): 02000e34
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
提出应用于激光脉冲高精度时间同步测量的技术方案。利用时间数字转换技术, 精确测量激光脉冲相对延时, 测量精度可小于10 ps(峰谷值)。为满足测量电路对脉冲宽度的要求, 设计针对短脉冲激光的电脉冲展宽模块, 可以将百皮秒量级的电脉冲展宽至纳秒量级, 引入时间抖动的均方根值小于2 ps。该测量方案实现了实时高精度时间同步测量, 可以作为时间同步反馈补偿的实时监测使用。
激光器 高功率激光驱动器 光参量啁啾脉冲放大 时间同步 同步测量 激光与光电子学进展
2017, 54(8): 081401
1 中国计量学院计量测试工程学院，杭州 310018
2 上海光学精密机械研究所，上海 201800
针对布里渊光时域反射型 (BOTDR)分布式光纤传感系统中脉冲光源消光比易受偏置电压漂移影响的问题，本文提出了一种结合双电极串联结构电光调制器(EOM)及“扫描.步进跟踪”算法的脉冲光源消光比自动控制方法。实验结果表明，该方法可将 EOM输出脉冲光的消光比稳定在 50 dB以上。在 150 min的测试时间里，输出脉冲光消光比的最大值为 52.4 dB，最小值为 51.1 dB，波动值仅为 1.3 dB。该方法对 BOTDR光纤传感系统及高功率激光驱动装置等设备中脉冲光源性能的提升具有重要意义。
光纤传感 脉冲光源 高消光比 自动控制 optical fiber sensor pulsed light source high extinction ratio auto-control
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
提出应用于神光Ⅱ装置中的拍瓦短脉冲与主压缩脉冲高精度同步方案。在该方案中，通过与门技术实现了锁模激光器输出的短脉冲序列与主激光总控触发信号时间的初步锁定，该技术是实现惯性约束核聚变高功率激光装置中长短脉冲精确同步的关键。由总控系统的触发信号作为与门中可编程现场门阵列(FPGA)电路的触发信号，锁模激光器输出的百皮秒激光脉冲通过光电转换放大,并由同步展宽装置进行处理之后，作为FPGA电路的时钟信号，能够实现系统主激光门脉冲触发信号与短脉冲激光之间均方根值为26.3 ps的同步精度，这一技术可有效提升装置中同步系统的稳定性。
激光器 高功率激光装置 拍瓦系统 同步展宽 与门 激光与光电子学进展
2016, 53(8): 081405
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
对掺铁铌酸锂晶体在高功率超短脉冲激光照射下的光折变指数进行半定量的理论计算并实验验证。由理论计算得出在高功率超短脉冲激光(0.33 mJ,10 ps，527 nm)作用下，掺铁铌酸锂晶体的折射率指数变化量达到10-4量级，在几个纳秒的弛豫时间后降低到10-5量级。实验采用同样的超短脉冲平顶激光，经过空间整形，形成空间强度分布为直角三角形的激光光束，照射掺铁铌酸锂晶体发生光折变，产生直角棱镜，使得经过瞬时光折变棱镜的1053 nm脉冲信号光发生偏转，根据偏转的角度计算出的折射率指数减小量为10-5量级，理论计算与实验结果较为相符。这项研究表明利用掺铁铌酸锂晶体的瞬时光折变效应将有望实现全光条纹相机对短脉冲时间特性的测量。
超快光学 光折变效应 掺铁铌酸锂 光束偏转 条纹相机 光学学报
2015, 35(s2): s232001
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A fiber-based precision synchronization triggering system using fiber pulse stacker combined with high- speed electronics processing technology is presented. The relative timing jitter between two laser pulses achieved with this system is 4.09 ps (rms) in 2 h. The impact of the optical pulse amplitude fluctuation on the timing jitter is effectively reduced by high-speed analog-digital conversion and the reliability of the synchronization measurement system is confirmed.
Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2012, 10(1): S20606
Author Affiliations
Abstract
National Laboratory of High Power Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
An automatic polarization compensation method for low-repetition frequency short optical pulse is proposed and successfully applied to the master oscillator room (MOR) in inertial confinement fusion (ICF) systems to maintain the MOR maximum output energy. After an average of 37 shots, the MOR output energy reaches maximum value with the sudden occurrence of polarization variation in the fibers. The peak-to-peak amplitude jitter of the MOR output is 9.52% at 4 h, which meets the requirement of the ICF system.
060.2420 Fibers, polarization-maintaining 060.2430 Fibers, single-mode 250.3140 Integrated optoelectronic circuits Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2012, 10(1): 010602
Author Affiliations
Abstract
A fiber-based precision synchronization triggering system using fiber pulse stacker combined with high-speed electronics processing technology is presented. The relative timing jitter between two laser pulses achieved with this system is 4.09 ps (rms) in 2 h. The impact of the optical pulse amplitude fluctuation on the timing jitter is effectively reduced by high-speed analog-digital conversion and the reliability of the synchronization measurement system is confirmed.
060.2340 Fiber optics components 060.2360 Fiber optics links and subsystems Chinese Optics Letters
2012, 10(s2): S20606
中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室， 上海 201800
提出了一种提高纳秒光脉冲单次测量动态范围的方法，其中光纤脉冲复制环用来产生时域上幅度呈指数递减的脉冲复制串，有效环增益为0.955。经软件补偿脉冲复制串使其具有相同的幅度，然后累加平均前18个脉冲，能够将注入的单发纳秒光脉冲动态范围提高2.74倍，这样就可以实现利用光电探测管和示波器对1001高对比度的惯性约束核聚变(ICF)脉冲测量。
测量 纳秒光脉冲测量 动态范围 光纤脉冲复制环 对比度
