从惯性约束聚变系统高功率固体激光驱动器中具有典型意义的大口径激光传输反射镜的装配结构及其面形精度特点出发，对其波前误差进行了精细化建模分析，分别研究了粗糙度、纹波度和轮廓度的波前误差模型。在此基础上，进一步针对如何在装校过程中将装配应力产生的波前误差控制在合理范围内的问题，提出了方均根梯度与峰谷值相结合的波前误差评价和控制方法，并通过实验验证了其可行性，以期为我国神光-III主机装置大口径反射镜装校过程中波前误差控制提供科学指导方法。
激光器 高功率固体激光器 大口径反射镜 波前误差 精密装配 均方根梯度
1 四川旅游学院信息技术系, 四川 成都 610100
2 四川大学电气信息学院, 四川 成都 610064
为了提高惯性约束聚变(ICF)系统中的焦斑质量，达到靶面辐照均匀性的苛刻要求，系统需要采用束匀滑技术。由于连续相位板(CPP)能灵活控制焦斑形状，且衍射效率高等自身特点，得到了极大推荐。在实际使用过程中，由于光学系统中的多种因素可能造成激光束波前畸变，这将影响连续相位板的匀滑效果。建立了全频段波前畸变激光束的传输与远场的关系，给出了86%的能量焦斑尺寸与低频波前畸变峰谷值和连续相位板面形峰谷值比值的关系，以及86%能量焦斑尺寸与低频畸变波前的均方根梯度值的关系。根据该关系，可以找到波前控制的范围。
光学设计 连续相位板 峰谷值 均方根梯度 波前畸变 激光与光电子学进展
2015, 52(7): 072204
采用均方根(RMS)梯度表征的随机相位屏描述光束的低频相位噪声;用随机相位扰动描述中、高频相位噪声,建立了波前相位畸变模型。以Ⅰ/Ⅱ类角度失谐KDP晶体的高强度三次谐波转换为例,详细研究了三次谐波转换过程中,基频光和三倍频光的波前相位畸变之间的定量变化关系。分析了三次谐波转换过程对聚焦光斑形态的影响。研究结果表明,三倍频光的焦斑半径随着基频光低频相位畸变的均方根梯度增大而明显增大,且在均方根梯度较大时,三倍频光的焦斑半径几乎与基频光相近。
非线性光学 三次谐波转换 相位畸变 均方根梯度 焦斑
1 四川大学电子信息学院光电系,成都,610064
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,绵阳,621900
结合高功率固体激光器的发展,说明了高功率光学元件面形评价参数的产生原因、发展过程及其内在因素.介绍了面形评价参数的现状,并通过讨论各面形评价参数之间的内在联系,说明了现行评价参数的综合性能及发展趋势.
峰谷值 功率谱密度 均方根 均方根梯度 peak-to-valley power spectral density root-mean-square root-mean-square gradient
1 四川大学,物理系,四川,成都,610064
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
采用频域分段的方法,对强激光系统的波前畸变进行了理论分析;使用随机相位屏构建低频畸变波前模型,并提出采用迭代算法构建中高频畸变波前模型.使用构建的畸变波前模型作为输入,通过模拟计算,给出了色分离光栅对输入波前畸变宽容度的初步规律.
衍射光学元件 随即相位屏 均方根梯度 功率谱密度 diffractive optical element random phase screen root mean square gradient power spectral density
