1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海201800
2 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
提出了基于600 mm口径干涉仪的一维子孔径拼接测量方法,通过像素错位误差模拟分析结果,设计并研制了一维大行程气浮型精密扫描拼接平台,实现了对角线接近1 m的大口径激光玻璃的全口径光学均匀性拼接检测,并对该技术的拼接测量精度和重复性进行了验证。结果表明:拼接结果平滑,均匀性拼接测量与直接测量结果的相对误差优于2×10
-7,全口径均匀性的重复性优于4×10
-8,单口径均匀性测量结果与拼接后相同区域的均匀性结果最大差异为2×10
-7。
测量 光学均匀性 拼接检测 激光玻璃
Author Affiliations
Abstract
1 Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
In this Letter, a test method based on oblique incidence is practically implemented in the interferometric measurement process. Three sets of wavefront data are achieved through cavity interference measurement with a Fizeau interferometer and one oblique incidence measurement. An iterative algorithm is applied to retrieve the absolute surface shape of the test flat. By adding two sets of measurements, the absolute surface error of the interferometer’s reference flat can be obtained. The new method can not only calibrate the reference flat error of interferometer, but also provide the absolute measurement method for high precision optical components applied in high power laser systems.
120.6650 Surface measurements, figure 220.4840 Testing 240.5450 Polishing Chinese Optics Letters
2018, 16(10): 101201
1 南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 中国工程物理研究院, 四川 绵阳 621999
3 中国科学院 强激光材料重点实验室, 上海 201800
4 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621999
针对测量高功率激光驱动装置中大口径矩形反射光学元件的波前误差时测量角度和使用角度不完全相同引入的测量误差, 提出了将测量角度下的反射波前转换到使用角度的反射波前的换算及恢复方法。首先分析了将斜入射测量角度下的波前转换到使用角度下波前的余弦换算方法, 得到了实际测量角度与实际使用角度下的波前误差计算关系; 然后计算并分析了双三次插值算法本身引起的中频PSD1(功率谱密度)误差, 指出在满足有效口径测量的情况下, 选择的入射角度应该与实际使用的角度尽可能的相接近。最后, 基于410 mm×410 mm的熔石英反射镜开展了误差分析和实验验证。利用该方法将0°反射波前换算到45°反射波前, 并将得到的测试结果与45°直接测量得到的测试结果进行了比较。结果显示上述结果的PV值相差0.01λ, RMS值相差0.003λ, PSD1值相差0.08 nm; 表明该换算方法不仅能够准确计算出使用角度下反射波前的低频误差, 而且能获得相对准确的中频段PSD1误差。
高功率激光装置 大口径光学元件 反射波前 波前误差 双三次插值 中低频误差 high power laser device large optics reflection wavefront wavefront error bicubic interpolation mid-low frequency error 光学 精密工程
2016, 24(12): 3027
1 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
介绍了惯性约束聚变系统中米量级光学元件的中低频波面误差检测技术及其研究进展, 包括大口径Fizeau干涉仪直接检测法、瑞奇康芒检测法、斜入射检测法和子孔径拼接检测法。阐述了各种检测方法引入的测量误差及误差消除方法, 对进一步提高波面误差测量精度的必要性和方法进行了展望。
激光技术 中低频波面误差 干涉检测 测量误差 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120001
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
针对高功率激光装置的特点,提出基于光纤激光的标准光源产生方法,以1 053 nm单模光纤激光为点源、以空间滤波器透镜为准直透镜获得了口径为300 mm×300 mm、不均匀性优于4%的均匀光源,成功实现了对神光Ⅲ原型装置近场诊断系统的在线标定。
文字间用 号隔开空半格高功率激光 近场 光纤激光 在线标定 high-power laser near-field fiber-laser on-line collimation
中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳621900
利用法布里-珀罗标准具对条纹相机的动态范围进行了标定实验研究，提出脉宽加宽20%的强度值为饱和点值的条纹相机动态范围的严格定义，对噪声控制进行了简单必要的分析。当输入脉冲宽度为30ps时，在给定扫速档位，实验给出S-1条纹相机的动态范围为102。
条纹相机 动态范围 噪声控制 streak camera dynamic range noisy control
中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳 621900
为了满足大型激光系统对紫外激光脉冲时间波形测量要求，采用紫外单模光纤进行传输取样的方法，理论分析了紫外脉冲在光纤中的线性传输特性，对影响脉冲波形测量的因素进行系统评价；并测试了紫外激光脉冲经过单模纯石英光纤传输后的脉冲波形。结果表明，对于纳秒、亚纳秒量级的紫外激光脉冲，单模紫外光纤是一种较好的传输介质；考虑到光纤损耗及探测器灵敏度限制，紫外光纤不宜作长距离传输。研究结果对高功率激光装置紫外光脉冲时间波形测量提供了理论和实验依据。
光纤光学 紫外脉冲 线性传输 脉冲波形 fiber optics ultraviolet pulse linear propagation pulse shape
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,绵阳 621900
为了提高激光时间波形测量系统的抗干扰能力,建立了激光脉冲在光纤中的传输物理模型,分析了纳秒脉冲在光纤中的线性传输特性,对影响脉冲传输特性的因素进行了系统评价。采用空气与光纤传输进行比对的方法,实验测试了激光脉冲经过不同长度的单模和多模光纤传输后的脉冲波形,得到脉冲展宽在允许的测量误差范围内所需的阈值条件。结果表明,该研究对神光-Ⅲ主机激光脉冲时间波形测量的设计具有重要的意义。
光纤光学 脉冲展宽 非线性薛定谔方程 脉冲波形 fiber optics pulse broadening nonlinear Schrdinger equation pulse shape
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,绵阳 621900
为了解决大型高功率激光装置激光脉冲宽度窄、光束口径大、路束多,以及输出光束远场漂移量大等特点导致的激光脉冲时间波形难以准确测量的难题,研制了多路激光近红外时间波形测量系统。该系统使用光束匀滑进行光纤耦合取样的方法,采用时分复用的光纤传输技术,实现了神光-Ⅲ原型装置8路纳秒激光脉冲时间波形的测试。结果表明,通过对2008年度原型装置时间波形的测量数据分析,该测量系统的测量相对扩展不确定度小于2.5％,提高了系统的抗干扰能力和可靠性,同时也降低了激光装置参量诊断系统的建造成本。
测量与计量 测试技术 光纤光学 时分复用 脉冲波形 脉冲展宽 measurement and metrology test technique fiber optics temporal multiplexing pulse shaping pulse broadening
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
采用啁啾脉冲堆积的方法获得平顶宽脉冲,根据波包传输近似方程,数值模拟了堆积脉冲在线性介质中的传输特性,给出了初始堆积子脉冲延迟引入不同初始位相差和不同啁啾量情况下堆积脉冲时间波形传输的演变规律。结果表明,子脉冲间距差引入的初始延迟参数的细微变化就会引起初始位相差的显著变化,导致堆积脉冲包络相对子脉冲延迟参数不稳定;包络脉冲的特性与子脉冲的载频、脉冲形状、脉宽和啁啾量等子脉冲参数,及子脉冲间的延迟参数等有关;啁啾越大、子脉冲初始脉宽越短、传输介质色散系数越大,则传输后的堆积脉冲时间调制变化越严重。
光纤光学 啁啾堆积脉冲 线性传输 脉冲展宽
