KDP/DKDP倍频晶体是惯性约束聚变系统中的关键元件, 其主截面方向与晶体相位匹配角、晶体吸收系数紧密相关。为了实现KDP/DKDP倍频晶体主截面方向的高精度定位, 本文提出一种光强测量间接定位方法。通过激光器结合稳功率仪及半波片输出稳定线偏振光, 同时旋转相互正交的起偏器与检偏器可获得晶体的最佳消光位置即为主截面方向。推导了该测量系统光强的琼斯矩阵模型, 给出了光强与起偏器、检偏器角度间的关系表达式。采用最小二乘方法拟合经过起偏器、倍频晶体及检偏器的光强变化曲线, 从而可精确定位倍频晶体主截面的方向。通过计算机仿真模拟和实验验证了该方法的正确性和可行性。实验表明, 该方法定位的重复测量精度优于0.02°, 满足惯性约束聚变系统中KDP/DKDP倍频晶体主截面的定位控制精度要求。

飞秒激光在激光核聚变、卫星精密测距、激光微加工等领域具有重要的应用前景, 同时也是产生太赫兹波的主要泵浦源。介绍了国内外飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形的测试方法, 比较了自相关法、频率分辨光学快门法、光谱相位相干直接电场重构法的优缺点。自相关法具有脉宽测量范围广、结构简单等特点, 但不具备脉冲波形测试能力。光谱相位相干直接电场重构法对待测激光光束质量要求较高,不适合大量程范围激光脉宽快速测量。为满足10 fs～5 ps大量程范围超短激光脉冲宽度和脉冲波形的测试需求, 采用自相关法及二次谐波频率分辨光学开关法研制飞秒激光脉冲宽度和脉冲波形测试仪, 时间分辨率优于2 fs。

为了满足光的偏振特性测量要求, 设计了一套激光偏振度测量仪。该装置利用旋转1/4波片对光波进行调制, 通过对调制信号进行傅里叶分析获得光源的偏振度。利用测量光功率的方式对激光偏振度测量仪的偏振度进行校准, 实验结果表明, 所研制的激光偏振度测量仪测量精度优于0.5%, 满足高精度激光偏振度测量需求。