“天光”装置是我国目前最大的一台高功率氟化氪准分子激光装置，装置主要包括前端激光器、一级放电抽运激光放大器、两级电子束抽运激光放大器、平滑化光学角多路及打靶平台诊断等系统，装置输出激光波长为248 nm，脉宽为23 ns，输出能力为6束百焦耳量级。主要介绍了一种将装置现有的6束23 ns光学角多路系统升级到12束10 ns光学角多路系统的方法和技术。包括前端10 ns短脉冲激光的产生，偏振分光原理，紫外偏振激光的传输与控制及6路12束光学角多路系统的设计方案等。

为了增加靶上的功率密度和耦合效率，基于饱和增益开关原理，发展了一种适用于放大自发辐射平滑光束的脉宽压缩方法。利用该方法，在赛格德大学的一台放电泵浦KrF准分子激光器上进行了实验，将该激光器输出的脉宽为14.5 ns的放大自发辐射光束压缩到了7.5 ns，并且保持了光束原有的均匀性。

分析了准分子激光脉冲在放大过程中的展宽现象。将饱和开关技术应用于放电泵浦激光器放大腔的放大压缩,发展了脉冲负反馈饱和压缩技术。利用该技术在天光一号系统前端LPX-150激光器上成功获得能量100 mJ、脉宽10 ns的脉冲输出,其空间分布均匀性保持在3%以内。这证明该技术可与无阶梯诱导非相干技术联合使用,在保证光束均匀性基础上进行脉冲压缩。

采用诱导空间非相干(FEISI)的平滑方法结合传递傅里叶面的技术,建立了一套平滑化六束角多路系统.该系统输出总能量158 J,能量稳定度约4%,输出脉冲宽度25 ns,靶面有效焦斑直径400 μm,焦斑均匀性1.6%,激光功率密度3.7×1012 W/cm2.

采用无阶梯诱导空间非相干技术,对6束角多路高功率KrF激光中一束激光束进行光束平滑,用前端振荡器双程放大自发辐射(ASE)作为部分相干源,此部分相干光经过4f像传递,经电子束抽运预、主放大器放大,聚焦在靶上,靶上能量30 J/40ns,靶斑300μm,分布不均匀性σ≤1.4%.此外,通常23ns前端单束类高斯型脉冲经主振荡功率放大(MOPA)后脉宽展宽为50ns,采用增益饱和开关技术,压缩脉宽经主放后得到30 J/25ns脉冲.用此单束30 J/25ns平滑光束辐照飞片,焦斑直径～300μm,采用双层飞片(50μm Kapton膜+13μm Al),单晶石英靶片,飞片飞行距离(空腔距)～160 μm,用条纹相机对飞片撞靶速度进行了测量,得到飞片速度～8 km/s,与1-D HYADES流体动力学模拟相符.计算了靶中击波压力可大于1 Mboar(100 GPa).用建立的钛宝石,KrF混合型台面紫外高强度超短脉冲(440fs)激光系统,靶面聚焦强度达到1017W/cm2.用此装置进行束靶作用超热电子研究,研制了180°电子磁谱仪,用其直接测量超热电子谱,得到超热电子温度～81 kev.并用此超短脉冲注入电子束抽运KrF预放大器与主放大器得到8 J,皮秒级超短脉冲.并研究了能量信噪比随主放输入增大而下降的规律.

介绍了在天光一号MOPA光学角多路系统中,将6束KrF准分子激光引入靶室的方法以及聚焦系统的研制.用紫外CCD相机测得6束激光聚到平面靶上的焦斑直径为290μm,靶上的功率密度达到8×1012W/cm2.

光学角多路系统是主振功放(MOPA)装置的重要组成部分.它不仅连接着主振荡器、预放大器及主放大器三个KrF激光系统,而且起着压缩激光脉宽的作用.光学角多路能使主振激光脉冲在能量上得到足够的放大,并使泵浦预放、主放激光腔的电子束能量及其脉宽得到充分的利用.介绍了天光一号装置上MOPA光学角多路系统的结构,并结合多年来运行的实践,提出了若干优化措施.