摘要：为适应高功率激光系统的紧凑空间需求,将基于二阶鬼像的远近光场耦合方案应用于高功率激光准直技术中,设计并搭建出灵敏的小型准直光学系统。提出完备的测试方案,验证了该方案的可行性,获得近场测量灵敏度为7.04μm/pixel,远场测量灵敏度为18.14(″)/pixel,并得到远场变化对近场的影响关系,用以优化光束校准。相比于传统远、近场分离的准直系统,该方案在满足成像质量和分辨率要求的同时,大幅缩减了光路和器件数量,远、近光场相互影响和校准的反馈处理更便捷。

摘要：在激光驱动的惯性约束核聚变的快点火方案中,需要将集束拍瓦皮秒激光精准引导至数十微米的金锥锥底上,并且瞄靶过程需要避免对冷冻靶预热。鉴于此,本课题组设计了一种集束皮秒拍瓦激光靶瞄准系统,使入射激光和对靶成像分离,从而实现非激光直接辐照下的近距离高精度束靶耦合。设计了识别焦斑与靶位置的程序,以减小人工识别误差,提高效率。搭建离线瞄准平台并开展了验证实验,该系统在5 mm×5 mm视场范围内的靶分辨率优于90.5 lp/mm(11.04μm),重复实验的平均束靶耦合精度为4.32μm。进一步使用Zemax软件优化成像系统,优化后系统在10 mm×10 mm视场范围内的分辨率优于5μm。此系统为惯性约束核聚变的皮秒集束激光束靶耦合提供了高精度的解决方案。

摘要：高功率激光装置是一个复杂的有源巨型光学工程,其性能指标要求逼近科学技术与物理极限。驱动器研制有物理设计、工程光学和结构工程设计三大过程,工程光学在其中起着重要作用。高功率激光装置工程光学设计需遵循其特有的设计原则和要点,以保证装置的高性能。根据驱动器设计指标和设计特点,从总体光学设计、光束质量控制以及光束打靶精度控制方面,综述了高功率激光装置工程光学设计中的关键科学技术问题以及相应解决方法,为未来高功率激光驱动器的发展提供必要的工程设计参考。