大口径线性连续衰减器技术的研究

讨论了用于标定激光测距机测程所必须用到的连续衰减器的设计、制作与标定中的几个关键技术问题。研究了大口径线性连续衰减器为实现0 2～10dB线性连续可变的透过率控制技术。分析了连续衰减值的正交多项式曲面拟和差值算法。给出了实用化的标定结果。     

激光辐照VO2薄膜温度场分布及透射特性研究

为了探究VO₂薄膜受激光辐照的温度场分布,以及1 064 nm激光直接辐照100 s内至相变的激光功率密度阈值,并比较近红外和中红外波段透过率调制特性差异。首先基于COMSOL建立了薄膜受激光辐照的模型并进行了温度场仿真,然后分别测试了薄膜正反面被不同功率密度的1 064 nm激光辐照100 s内激光透过率随时间响应特性。实验中的VO₂薄膜利用分子束外延法在Al₂O₃基底上制备得到。仿真结果表明,激光功率密度为25 W·mm^-2时,50 nm厚薄膜在被辐照1 ms时间内即达到相变温度。经激光辐照实验发现:50 nm厚的VO₂薄膜正反面受1 064 nm激光直接辐照100 s内至相变的功率密度阈值分别为4.1 W·mm^-2和5.39 W·mm^-2。30 nm厚VO₂薄膜对1 064 nmn激光的透过率调制深度约为13%,对3 459 nm激光透过率调制深度约62%,说明VO₂薄膜对近红外透过率调制特性不明显。     

短脉冲激光打靶用溅射防护薄膜的光学性质

针对短脉冲激光打靶用溅射防护聚合物薄膜做了初步研究。研究了氟化乙丙共聚物(FEP)、全氟烷氧基共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物三种厚度均为25μm的聚合物薄膜的透过率,结果表明FEP薄膜在355nm处光透过率达93%,有望用于激光打靶的溅射防护。进一步对FEP聚合物薄膜的波前畸变、激光损伤阈值进行了研究,结果表明φ80mm的聚合物薄膜在632.8nm处的透射波前畸变的峰谷值(PV值)为波长的1.006倍;在采用输出波长355nm,脉冲宽度9.3ns的Nd:YAG激光为照射光源波长处,薄膜零损伤概率时的最高激光能量密度为10.35J/cm2,100%损伤概率时的最低激光能量密度为11.48J/cm2。     

大气常压等离子射流清洗溶胶-凝胶SiO_2膜表面油脂污染物

采用大气常压等离子射流技术对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行清洗。利用分光光度计、扫描电子显微镜、红外光谱仪对溶胶-凝胶SiO2膜透过率、表面形貌、化学结构进行表征,并分析清洗前后溶胶-凝胶SiO2膜的激光损伤阈值变化。损伤阈值测试表明,1064nm波长的激光损伤阈值由污染后的16.08J/cm2上升到24.41J/cm2,与污染前24.72J/cm2的损伤阈值相当。同时还获取清洗的最佳时间为10s。清洗前后,溶胶-凝胶SiO2膜保持完好,且未产生新的有机污染物。研究结果表明:大气常压等离子射流技术可对溶胶-凝胶SiO2膜表面的油脂污染物进行有效地清洗,从而提高溶胶-凝胶SiO2膜的透过率和激光损伤阈值,为高功率激光装置的稳定运行提供保障。     

光强连续可调的圆偏振光衰减器

利用1/4波片及偏光棱镜,设计了光强连续可调的圆偏振光衰减器,通过该器件可获得偏振度高且光强连续可调的圆偏振光.该衰减器解决了632.8 nm多膜氦氖激光器出射光为非完全自然光且偏振面随时间做随机变化导致实验误差的问题,为偏光信息测试系统提供了相对稳定的激光光源.     

激光烧蚀CH薄膜特性

报道了神光Ⅱ装置上激光膜相互作用的实验,实验利用能量计和光电管测量激光与CH薄膜作用前后的能量和时间波形的变化。结果表明:激光对CH薄膜透过率由作用产生的激光等离子体电子密度决定;功率密度为1.01014 W/cm2的激光与CH薄膜作用下,入射激光能量脉冲前沿与薄膜作用产生激光等离子体;在200 ps时,激光等离子体电子密度稀疏到临界密度以下,激光开始透过等离子体;在700 ps后,等离子体密度远低于临界密度,激光完全透过激光等离子体。     

固体介质间隔层激光标准具性能的影响因素研究

针对固体介质间隔层的镀膜标准具, 以1 064 nm激光镀膜标准具为例, 首先研究了反射膜堆数对反射带宽、基底厚度以及对自由光谱区的影响:标准具的带宽随着膜层堆数增加而减小, 自由光谱区随着基板厚度的增加而减小;其次研究了基底误差对标准具中心波长定位和透过率的影响, 通过定量数值计算证明了基底误差可通过标准具的使用角度补偿;针对典型的H(LH)^m/Substrate/(HL)^mH和L(LH)^m/Substrate/(HL)^mL两个膜系结构, 研究了入射激光发散角对标准具中心波长偏移、通带半宽度、中心波长透过率和最大透过率的影响。随着激光发散角的增加, 中心波长向短波方向移动, 通带半宽度、中心波长透过率和最大透过率呈现下降的趋势, 并且第二个膜系结构的标准具性能优于第一个膜系结构的标准具。     

新型高性能光控高温超导微波可变衰减器研制

 提出了一种用于高温超导系统的新型星载光控高温超导微波可变衰减器，详细介绍了设计过程，并针对测试结果进行了分析。该衰减器的实质是利用液氮温区高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性，实现优良的衰减功能。在器件结构的设计上引入过渡材料和透明有机材料以保证器件良好的接地性能以及激光光束的对准。主要结论如下：光控高温超导微波可变衰减器在液氮温区工作，电路尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm，可单独使用也可集成于高温超导系统中，可大幅减小系统的体积与质量；高温超导衰减器的插损小于0.2 dB，比常规衰减器低1个量级；高温超导衰减器的可变衰减步进值小于0.01 dB，比常规衰减器低1～2个量级。根据激光功率大小对衰减器插损变化特性的影响，该衰减器也可以实现步进式调谐。     

平面孔靶激光等离子体堵口

以波长为1.06μm的强激光束辐照金平面孔靶,在小孔边缘激光功率密度I为8.3×10~(12)Wcm~2—4.8×10~(13)W/cm~2条件下,由高速摄影获得的堵口图象,推得堵口速度c_T为4.5×10~(?)cm/s—1.0×10~(?)cm/s,定标式为c_T=101(?)。还研究了时间积分的能量透过率。它依赖于小孔直径、激光脉宽和激光能量等。实验还发现,孔靶等离子体X光辐射时间呈双峰特征、空间分布出现 形状的图象。     

LD端面抽运Nd:YAG 1319/1338nm双波长激光器研究

从LD端面抽运固体激光器的激光阈值公式出发,建立了双波长激光同时振荡的阈值条件,理论计算了腔镜对于两个波长的透过率关系,实现了LD端面抽运Nd:YAG 1319nm/1338nm双波长激光连续和准连续输出.双波长激光连续输出功率可达6W,斜效率为30%;准连续输出功率在重复频率50kHz时可达4.75W,斜效率为24.73%,脉冲宽度为55.05ns;腔内插入布儒斯特片,在重复频率为50kHz时,双波长激光准连续线偏振输出功率可达2.22W,不稳定性小于0.52%,M² 关键词： 端泵Nd:YAG激光器 1319nm/1338nm双波长 声光调Q 太赫兹波     

透射式能见度仪动态范围扩展方法

提出了一种利用光学衰减片与电机组合,扩展透射式能见度仪动态范围的方法。通过改变加载到LED光源的调制信号的幅度,控制LED光源的发射光强;设计测量系统,选择固定透过率的衰减片;设置合理的系统阈值完成数据测量。对测量数据作拟合分析,结果表明:采用透过率为60%的中性密度衰减片,系统动态范围扩展了0.6倍;透过率为12%时,系统动态范围扩展了6.9倍。同时,通过选择不同透过率的中性密度衰减片,可实现系统动态范围的灵活扩展。     

利用非线性Sagnac干涉法提高短脉冲信噪比

理论研究了影响Sagnac干涉法信噪比提升能力和效率的各项因素。通过控制脉冲的空间分布和衰减片透过率,能够有效提高Sagnac干涉法的效率。Sagnac干涉法提升信噪比的能力与入射脉冲的信噪比有关:入射脉冲信噪比越高,信噪比提升的量级就越大。在SILEX-Ⅰ超短超强脉冲激光装置上建立了实验平台。3 TW压缩器输出的超短超强脉冲光经衰减片进入Sagnac干涉仪,非线性介质为5 cm长的熔石英材料,衰减片透过率为55%。当入射脉冲能量为6.6 mJ时,利用三阶自相关仪测量得到脉冲的信噪比从使用Sagna干涉仪前的10-6提高到了10-7,此时出射脉冲的能量为1.6 mJ,效率为24%。该方法对光束口径没有限制,能够用于大能量条件下短脉冲信噪比的提升。     

PDATS对ps脉冲的光限幅效应

应用脉宽为２１ｐｓ脉冲，波长为５３２ｎｍ的激光脉冲研究了新型光限幅材料５－（２－硫甲基－４－甲基－５－嘧啶基）－２，４－戊二炔－１醇的对甲苯磺酸酯的光限幅效应，其优点是限幅幅值和限幅阈值低，分别为Ｅｃ＝１８０ｍＪ／ｃｍ＾２，Ｅｔｈ＝１５０ｍＪ／ｃｍ＾２；可见了光透射率高。     

1 053，527，351 nm倍频分离膜的制备与性能研究

 用电子束蒸发及光电极值监控技术在石英基底上沉积了三倍频分离膜，将部分样品置空气中于250 ℃温度下进行3 h热退火处理。然后用Lambda900分光光度计测量了样品的光谱性能；用表面热透镜技术测量了样品的弱吸收值；用调Q脉冲激光装置测试了样品分别在355 nm和1 064 nm的抗激光损伤阈值。实验结果发现，样品的实验光谱性能良好，退火前后其光谱性能几乎没有发生温漂，说明薄膜的温度稳定性好；同时弱吸收平均值从退火前的1.07×10^-4下降到退火后的6.2×10^-5，从而使对基频的抗激光损伤阈值提高，从14.6 J/cm²上升到18.8 J/cm²，但是三倍频阈值在退火后有显著降低，从7.5 J/cm²下降到2.5 J/cm²。     

Variable high-energy-laser attenuator based on the interference on a transparent plate

The transmittance of a transparent plate is theoretically and experimentally investigated, taking into account Fabry–Perot effects due to Fresnel reflections of a Gaussian beam on the boundaries of a plate. On the basis of these theoretical and experimental predictions, we present the application of a variable laser attenuator based on a thin transparent plate and a temperature regulation. Here, the absorption of the laser energy in the plate should be as low as possible, and its transmittance is changed by the interference due to the different thicknesses and refractive indices for the different temperatures of the plate. Therefore, such an attenuator can be used for a broad range of wavelengths and high-energy laser applications.     

氧氩比对SnO2/Ag/SnO2透明导电膜光电性能的影响

在室温及不同的氧氩比条件下,采用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层,在载玻片衬底上制备出了SnO2/Ag/SnO2多层薄膜.用霍尔效应测试仪、四探针电阻测试仪和紫外-可见-近红外光谱仪等表征了薄膜的电学性质和光学性质.实验结果表明:当氧氩比为1:14时,所制得的薄膜的光电性质优良指数最大,为1.69×10-2 Ω-1;此时,薄膜的电阻率为9.8×10-5Ω·cm,方电阻为9.68Ω/sq,在400～800 nm可见光区的平均光学透射率达85％;并且,在氧氩比为1:14时,利用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层在PET柔性衬底上制备出了光电性质优良的柔性透明导电膜,其在可见光区的平均光学透过率达85％以上,电阻率为1.22×10-4Ωcm,方电阻为12.05Ω/sq.     

旋涂法制备KDP晶体减反膜

对KDP晶体旋转涂膜过程中的技术问题进行了探讨,包括元件夹持安全性、膜层均匀性、膜层透射比、膜层疏水性能、膜层激光损伤阈值等。分析了晶体元件加速旋转阶段的受力情况,明确了KDP晶体元件在旋涂操作过程中受力状态的安全性。对不同溶剂体系的膜层均匀性进行了判断,在400 mm尺寸的元件上获得了透射比均匀性为0.3%的减反膜。对溶胶进行稳态剪切流变分析得知,在现有的涂膜转速 (对应剪切速率100~200 s-1)范围内,其粘度随着剪切速率的增加几乎不变,近似牛顿流体。在旋涂过程中,处于基底不同位置的溶胶的粘度大致相等,这是影响膜层均匀性的重要原因之一。膜层疏水性能较好,水接触角测试结果大于152。在SiO2基底上制备的减反膜,1053 nm处透射比大于99.8%。在熔石英基片上制备的三倍频减反膜样品的功能性激光损伤阈值约为10 J/cm2（355 nm, 3 ns）。     

一种用于Yb:YAG激光器的波长分离膜的研制

以1 030 nm高反,940,980 nm高透的波长分离膜作为实例,为提高该薄膜元件的波长分离效果,从膜系的优化方面做了一系列的研究,诸如采用带通滤光片的设计思想,在膜堆两侧加入了匹配层,调整膜堆的周期厚度,并用膜系设计软件对通带作进一步的优化.通过这一系列的优化设计后,利用RF双离子束溅射工艺在BK7玻璃基底上沉积样品薄膜,并在基底背面加镀通带增透膜.结果显示,透射带在940和980 nm处的透过率分别为97.73%和93.63%,反射带在1 030 nm的反射率为99.99%.对所制备的样品薄膜进行了激光损伤阈值测量,得到了35 J/cm2(1 064 nm,12 ns)的结果.     

Determination of the primary dose component and primary linear attenuation coefficient in a 6 MV photon beam using a small attenuator

It is a common technique in radiotherapy treatment planning systems to simplify the calculations by splitting the radiation beam into two components: namely the primary and scattered components. The contributions of the two components are evaluated separately and then summed to give the dose at the point of interest.Usually the primary dose is obtained experimentally by extrapolating the ionization measured within the medium to zero-field size (Godden, 1983). This approach offers the opportunity to obtain the primary component of dose without the need for a non-linear extrapolation. It is based on a paper by Nizin and Kase from 1988.The primary dose can be obtained from four measurements of ionization in narrow beam geometry and two measurements of ionization in a large beam in a phantom. If these measurements are performed over a range of different depths, the primary linear attenuation coefficient can also be obtained.The value for the primary dose at d_max in a 10 cm × 10 cm field obtained in a 6 MV beam using this method is D_p(d_max, 10 cm × 10 cm) = 0.925 Gy/100 MU for a 1 cm thick lead attenuator and is D_p(d_max, 10 cm × 10 cm) = 0.941 Gy/100 MU for a 2 cm thick lead attenuator. The primary linear attenuation coefficient is μ₀ = 0.0445 ± 0.0007 cm^?1.The obtained values of the primary dose component compare well with the extrapolation of the phantom scatter correction factor to zero-field size from measurements done in the same beam and also to literature (Rice and Chin, 1990). One can thus conclude that this method has the potential to provide an independent measurable verification of calculations of primary dose.