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 张江实验室，上海 201210
3 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
研究了薄片激光器中晶体与热沉的封装技术和核心技术，采用薄片晶体与金刚石热沉的光胶工艺，自主设计并研制了5 mm口径的YAG/Yb∶YAG复合薄片激光模块，分析了该薄片激光模块的多通泵浦系统，建立了晶体热效应数值仿真模型，实验测量了在2.2 kW/cm2泵浦功率密度、940 nm泵浦波长下薄片晶体的热焦距为445.6 mm；采用基于光胶工艺封装的薄片激光模块搭建连续激光器，在70 W泵浦功率下获得了18.75 W功率的基横模输出，斜率效率和光光转换效率分别为36.59%和26.79%。
激光器 薄片激光器 多通泵浦 热效应 连续激光器 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0514003
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
薄片激光器可以实现高峰值功率、高平均功率、高光束质量的激光输出，是高重复频率皮秒泵浦源的关键技术之一。基于Yb∶YAG单薄片激光模块设计并搭建了再生放大系统，连续泵浦下获得了平均功率为40.9 W、重复频率为1 kHz、脉冲宽度为3.4 ns的激光输出，水平方向上的光束质量因子（）和竖直方向上的光束质量因子（）分别为1.12和1.10。基于腔内光束指向主动控制技术，2 h输出的平均功率稳定性峰谷（PV）值和均方根（RMS）值分别为6.42%和0.56%。在600 μs脉冲泵浦情形下，光光效率达16.1%。在10 kHz重复频率下，获得了53.3 W的高平均功率的激光输出，和分别为1.07和1.06。
激光器 薄片激光器 再生放大器 脉冲泵浦 激光稳定性
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 上海交通大学IFSA协同创新中心，上海 200240
4 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所，上海 201800
拍瓦激光系统中剩余的高阶色散导致了脉冲波形的振荡，影响了拍瓦激光的信噪比。为了进一步优化拍瓦激光的信噪比特性，满足激光加速电子、质子等粒子的效率提升需求，本文提出了一种基于双折射晶体的新型超短脉冲的三阶色散主动调控方法，用于信噪比的主动调控。通过数值分析模拟了双折射晶体引入的二阶色散、三阶色散，针对中心波长为1053 nm的拍瓦激光系统，选择适当的晶体厚度，可以通过调节双折射晶体的面内旋转角改变系统剩余三阶色散。同时，基于神光Ⅱ第九路拍瓦激光系统光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）预压缩的信噪比测量值，对比了不同量级剩余三阶色散对脉冲信噪比的影响，得出通过改变拍瓦激光系统中剩余三阶色散量，可实现不同量级信噪比的主动调控的结论。该研究结果对于高能激光系统剩余三阶色散的补偿以及信噪比的优化具有重要意义。
激光器与激光光学 双折射晶体 三阶色散 信噪比 拍瓦激光 光学学报
2023, 43(10): 1014003
1 华中师范大学 粒子物理研究所 武汉 430079
2 南京信息工程大学 物理与光电工程学院 南京 210044
3 成都工业学院 电子工程学院 成都 611730
4 武汉光谷未来学校 武汉 430078
5 运城学院 物理与电子工程系 运城 044000
为了从相对论重离子碰撞实验确定量子色动力学（Quantum Chromo-dynamics，QCD）所预言的相变临界点和相边界，必须考虑实验数据中非临界涨落、有限系统尺度、有限演化时间的影响。本文综述了这三方面工作的主要内容、结果和意义。对于非临界涨落，主要讨论了由于有限事件数对观察量测量的影响，估计了在相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy-Ion Collider，RHIC）能量扫描区，精确测量高阶守恒荷高阶矩所需要的事件数。提出用泊松分布描述有限末态粒子数所致的统计涨落，将统计涨落和实验结果比较，发现统计涨落贡献为主，必须扣除泊松主导的统计涨落。提出混合事件方法，定义动力学累积矩为原始样本的累积矩减去混合样本的累积矩，利用多相输运模型（A Multiphase Transport Model，AMPT）的default模型重建了一个与之相对应的混合事件样本，结果表明：动力学累积矩确实能很好地扣除泊松样的统计涨落，尤其是中心度bin宽度和探测器效率的影响。对于有限系统尺度的影响，利用三维三态Potts模型研究了各种有限系统尺度下，它的磁化强度的高阶感应率在一级相变、临界点，以及平滑过渡区域的行为。发现在固定外场，穿越相边界的时候，从二阶到六阶磁化率都会出现非单调行为，或符号的变化，而且在三个相变区域，非单调行为类似。因此，仅从非单调行为不能区分不同级数的相变。进一步研究了磁化率的有限尺度标度行为，它们的标度指数在不同级数相变中是不一样的，可以区分不同级数的相变。根据观测量的有限尺度标度性，给出了用固定点确定临界参数的定量方法，并将该方法应用到三维三态Potts模型模拟产生的数据分析，展示了方法的精确有效性。对于非平衡演化的影响，采用Metropolis算法模拟了三维Ising模型在临界点附近从非平衡到平衡的演化过程。发现其序参量在演变过程中以指数形式趋近其平衡值，这与动力学朗之万方程给出的结果相同。临界温度下的平均弛豫时间随系统尺度的z次幂发散，表明它能很好地表示动力学方程中的弛豫时间。非平衡演化过程中序参量的三阶矩和四阶矩会出现正、负值震荡，符号取决于观测时间，结果与平滑过渡区动力学模型一致。研究还发现，在平滑过渡区，非平衡演化持续时间非常短，非平衡对观察量的影响非常弱；但是在一级相变线上，非平衡弛豫的时间非常长，非平衡豫影响不可忽略。这些定性特征对实验确定QCD的临界点和相边界具有重要的指导意义。
相对论重离子碰撞 QCD相变 非临界涨落 有限系统尺度 非平衡 Relativistic heavy ion collisions QCD phase transition Non-critical fluctuations Finite system size Non-equilibrium
国网四川省电力公司信息通信公司, 四川 成都 610061
配电网故障识别、分类与定位对快速隔离故障和保证电网安全运行具有重要意义。以大数据驱动法为基础, 提出了最少测量单元选择和区域最佳节点选择两种算法, 两种算法基于分类特征评估法, 在节点的选择策略上有所不同。分别使用决策树分类器和随机森林分类器验证算法性能, 在仅使用7%的节点数据时算法1的最高准确率达91%, 算法2使用16%节点数据的最高精度达到85%。实验结果表明, 提出的算法无需使用全部节点的数据, 可以在系统观测性较低的情况下, 实现配电网馈线故障线路智能识别定位, 具有测量节点数量少、准确率高等优势。
智能电网 故障定位 故障分类 大数据 数值特征 分类器 smart grids fault location fault classification big data numerical feature classifier
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Shanghai Institute of Laser Plasma, China Academy of Engineering Physics, Shanghai 201800, China
Lens-less Fourier-transform holography has been actively studied because of its simple optical structure and its single-shot recording. However, a low-contrast interferogram between the reference and object waves limits its signal to noise ratio. Here, multi-reference lens-less Fourier-transform holography with a Greek-ladder sieve array is proposed in the experiment and demonstrated effectively to improve the signal to noise ratio. The key technique in our proposed method is a Greek-ladder sieve array, which acts as not only a wave-front modulator but also a beam splitter. With advantages of the common path, single shot, and no need for a lens, this system has enormous potential in imaging and especially in extreme ultraviolet and soft X-ray holography.
digital holography diffractive lens X-ray imaging Chinese Optics Letters
2020, 18(2): 020901
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 高功率激光物理联合实验室 上海 201800
采用单偏振光纤远程传输待测光, 结合上升沿与顶端波形分离处理的时域恢复算法, 提出一种远程精确测量激光时间功率曲线的方法, 并对高功率激光驱动器前端系统中1 053 nm脉冲光的时间功率曲线进行了远程测量实验.结果表明, 该方法有效避免了幅频调制对激光脉冲时间功率曲线测量的影响, 获得了高保真的远程传输时间波形, 引入的误差在每1 ns范围内小于0.8%, 可用于高功率激光系统的时间功率曲线远程集中测量.
光纤光学 非线性光学 信号处理 单偏振光纤 时间功率曲线 色散 幅频调制 Fiber optics Nonlinear optics Signal processing Single polarization fiber Temporal power profiles Dispersion FM-to-AM modulation
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 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
考察了利用皮秒激光烧蚀切割K9玻璃过程中后表面的烧蚀损伤现象, 比较了前、后表面的烧蚀特性, 分析了激光能量密度、扫描次数和扫描速度等因素对后表面损伤的影响。根据后表面烧蚀形貌和质量, 优化了激光单行单次扫描时的激光能量密度和扫描速度等参数。讨论了后表面烧蚀损伤的机理, 提出了抑制后表面损伤的方法。实验结果表明, 激光聚焦在前表面进行烧蚀切割时, 后表面会出现严重的烧蚀损伤, 且后表面烧蚀形貌和规律与前表面的显著不同。
激光制造 后表面损伤 皮秒激光 烧蚀 K9玻璃
Author Affiliations
Abstract
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, 北京 100049
A picosecond pump laser is demonstrated for short pulse optical parametric amplification. An all fiber mode-lock laser pulse with 6 nm bandwidth, 12.4 ps duration and nJ energy is amplified by a solid state amplifier. Amplified laser pulses with 6.2 mJ single pulse energy, 8.6 ps pulse width, 1053 nm wavelength are obtained. After frequency doubling, laser pulses with 3.0 mJ energy and 4.94 GW/cm2 intensity are achieved. A high gain Nd3+YLF regenerative amplifier is used as the first stage amplifier to generate narrow-band high power laser by taking advantage of the gain narrowing effect, and a bandwidth of 0.3 nm is obtained in theory. The output laser beam shows a top flat profile with excellent beam shaping. 1% (RMS) fluctuation is achieved by the stable regenerative amplifier which employs a three-steel-rod structure to mount the cavity.
激光器 光参量放大 再生放大器 短脉冲放大 增益窄化 lasers optical parametric amplification regenerative amplifier short pulse amplification gain narrowing Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2014, 12(1): 0802009
