高功率激光系统鬼光束光控制技术研究

通过理论计算与实验研究,详细分析了鬼光束(ghost beam)的传输与变换规律.研究了高功率激光系统中鬼光束聚焦形成的鬼点(ghost image)的位置与规避方法,在某高功率激光装置预放大系统中通过角度倾斜与透镜迎光面的选择等措施,成功避开了鬼点对各种光学元件带来的损伤,同时融合了笔形光束与反激光的控制技术,提高了系统输出信噪比,获得了稳定可靠的系统输出特性.     

神光Ⅲ原型装置红外脉冲波形测量系统的研制

为了提高神光Ⅲ原型装置激光脉冲波形测量的稳定性、可靠性、经济性,对原有测量系统进行了改造。整个系统由取样与光纤耦合单元、光纤传输单元、光纤合束与光电转换单元、数据采集单元构成,采用近场耦合光纤取样、时分复用的光纤传输技术,利用一台示波器和光电转换器实现了神光Ⅲ原型装置的预放、主放16束激光脉冲时间波形的测试,提高了系统的运行效率和运行成本。     

基于铋基掺铒光纤的宽带放大器实验研究

报道了基于新型Bi基掺Er^3 光纤(Bi-EDF)宽带放大器的实验研究结果。实验使用的Bi-EDF长度仅为49．2cm,其双向泵浦放大器在输入信号功率分别为-30、-15和0dBm 3种情况下都实现了C L波段的直接宽带放大,其中10dB以上增益的波长范围达到70nm(1540～1610nm),在0dBm信号输入条件下此放大器的3dB增益带宽达到63nm(1540～1610nm),根本性地避免了宽带放大的增益“死区”问题。结合Bi-EDF的最新进展,对实验中观察到的绿色荧光现象进行了分析。     

频率转换过程中调频到调幅效应的解析量化

在高功率激光驱动器中,调频到调幅(FM-to-AM)效应是制约聚变点火的一个关键物理量,因而需要定性分析和定量评估。基于晶体的可接受带宽,从光谱畸变和瞬时频率两个角度研究了频率转换过程中FM-to-AM效应的物理机制。利用瞬时频率定性分析了相位调制和强度调制之间的相关性,得到了晶体最佳匹配角度情况下三倍频强度调制频率的变化规律。根据推导出的表征调制度的解析模型,定量分析了三倍频输出强度调制特性,量化了输入带宽和功率密度对调制度的影响,通过数值模拟验证了该模型的可靠性。所得结果为抑制三倍频过程中FM-to-AM引起的强度调制提供了理论指导。     

光参量啁啾脉冲过饱和放大实现超短脉冲的频谱整形

光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)非线性过程是个可逆过程,信号光增大到最大值时抽运光能量已几乎被耗尽,随即进入过饱和放大阶段,能量会由信号光和闲频光重新回到抽运光中.提出了利用这一过程实现啁啾脉冲频谱整形的一种新方法.通过数值模拟说明了这种啁啾脉冲频谱整形方法的原理.计算结果也表明了通过改变抽运光强、调节相位匹配角、改变抽运脉冲波形能实现对脉冲频谱整形结果的有效控制,甚至可以通过选择适当的抽运光和信号光的同步关系,使放大后输出信号光有一定的频移,这一点可以用来抑制钛宝石饱和放大引起的光谱红移.     

NIF注入激光系统最新进展

国家点火装置(NIF)的注入激光系统由主振室、预放模块、输入探测包和预放光束传输系统四部分构成,负责产生全系统的种子脉冲,经过时间和空间整形、位相调制、放大和分束后,实现焦耳级输出。本文对注入激光系统各部分的设计与最新研制情况进行较为全面的介绍。     

LD抽运YLF100mJ系统

高功率二极管抽运YLF系统采用近场注入、近场输出的离轴双程放大结构,激光头采用微透镜准直LD发出的抽运光,Lensduct汇聚抽运光,并利用匀束器改善抽运光的空间分布,达到对YLF均匀抽运. 对该系统进行了模拟计算,表明系统在注入能量为22 μJ时,输出为180 mJ,系统的净增益约为3000倍,光束畸变很小. 实验研究得知:对激光头单独研究表明,微透镜将LD快轴方向的抽运光由超过40°准直为10°以下,lensduct的耦合效率达到75%,其光-光转换效率为24%;系统的静态损耗为45%,系统的单通增益为9,净增益为3600倍,在注入能量为40 μJ时,输出能量为近150 mJ.(OC18)     

高功率激光装置主放大器的增益稳定性研究

高功率固体激光装置主放大器是能量提取最多的一个环节,它受环境影响因素较多,难以建立考虑各因素影响的微观模型。目前,国内外还没有主放大器增益的精确预测模型和实验数据分析报道,现有预测模型较为粗糙。从统计角度对高功率激光装置主放大器增益的变换规律进行了分析,指出宏观上3种不同特点的增益变化,分别为增益的低频演化规律、增益随日运行发次的变化规律及增益的高频稳定性特性;并由此建立了包含权重因子的主放输出预测模型。通过神光Ⅲ原型装置的运行数据对建立的模型进行了考核,结果显示,与以往的单一发次的递推模型相比,新模型对增益预测的准确性可提高1倍。研究结果对大型固体激光装置的高效运行具有指导意义。     

LD泵浦的Nd:YLF激光放大技术

从理论模拟和实验两方面对环形 LD 泵浦的 Nd:YLF 激光放大系统进行了研究。激光放大系统采用离轴双程放大结构。实验结果表明:系统在注入能量为 150 μJ,放大输出为 109 mJ 时,系统净增益为 1115;采用环形 LD 紧密泵浦的 Nd:YLF 激光放大器,有效地提高了二极管的转换效率,在 1053 nm 处,获得了 1.01 J 的振荡输出。     

高功率激光装置预放大系统自激振荡抑制技术研究

分析了高功率激光装置预放大系统内外各种自激振荡的来源,通过理论计算和实验验证提出了各种自激振荡的抑制方法,并在实践中得到验证.成功解决了预放大系统内外的自激振荡问题,保障了系统的安全工作,提高了系统输出信噪比.