摘要：基于准三能级速率方程分析了Yb3+:YAG片状激光器的温度效应,结果表明随着激光介质的温度由300 K升高到400 K,激光器的储能提取效率由43%下降到26%。提出了利用热传导性能及优异的金刚石窗口对激光片的两端面进行冷却设计。模拟结果表明对掺杂11.6%厚度为1.2 mm的激光片在泵浦功率密度为15 kW/cm2,重复频率为10 Hz的条件下,要将最高温度控制在可接受的范围内(比如320 K),周围冷却水的对流换热系数不应小于2 kW/(m2.K)。模拟结果还表明,在相同的热功率密度和冷却条件下,减小激光片的厚度同时增加抽运光的传输次数可以明显的降低激光片的温度。

摘要：针对组合式片状放大器(MSA)只能进行被动热恢复的现状,研究了放大器中各关键单元器件的热恢复时序。结果表明,抽运结束后,钕玻璃和隔板玻璃之间的热传递存在交互变化的特点,在隔板玻璃升温之前采用主动冷却可消除钕玻璃主要热源。提出了采用延时全腔水冷的设计,从而在不影响放大器效率的基础上实现了主动热恢复,并就典型放大器给出了延时参数。

摘要：在高功率激光二极管阵列(LDA)侧面抽运模块研究中,高效率高质量的抽运耦合结构设计非常重要。为了对抽运耦合结构进行优化设计,需要对棒状增益介质内的抽运储能分布实现量化评价。由于用于激光谐振腔和放大光路的激光二极管抽运模块的抽运储能分布要求不同,因此对激光振荡模块和放大模块中的抽运储能分布分别建立了一套评价方法。分别对激光振荡模块和放大模块中的抽运储能分布进行实例评价分析,结果表明,所提出的评价指标和计算方法既能充分反映出放大模块中抽运储能分布的储能沉积效率和抽运均匀性变化情况,也能反映出激光振荡模块中抽运储能分布与谐振腔模分布的匹配程度。

摘要：针对高功率二极管重复率抽运的V型非稳腔Yb3+∶YAG激光头,提出了利用金刚石窗口冷却和直接水冷相结合的复合冷却设计.在YAG片的抽运面进行直接水冷,同时在激光提取面利用金刚石窗口冷却介质.金刚石优异的导热性能不仅能够有效地冷却激光介质,还能消除横向的温度梯度,解决了高功率激光器冷却和高功率抽运的矛盾.模拟结果表明对掺杂10at%厚度为1.6mm的Yb3+∶YAG片在抽运功率密度为20kW/cm2,重复频率为10Hz的条件下,要将最高温度控制在可接受的范围内(比如320K),周围冷却水的对流换热系数约为4000W/m2K.

摘要：采用软边光阑和多级空间滤波器组合技术实现了光束的空间整形和等像面传输 ,利用Fresnel光束传输计算程序对 4× 2× 3阵列式放大器参数测量系统进行了优化设计 ,分析了空间滤波器中小孔尺寸对光束波面传输的影响 ,并对优化设计结果进行了分析和讨论 。

摘要：高功率二极管阵列泵浦固体激光系统的核心在于泵浦耦合技术,泵浦耦合直接决定了系统的成本、增益能力、增益均匀性、泵浦引发动态波前畸变和泵浦引发动态光束漂移等关键问题。通过对用于高功率二极管列阵泵浦固体激光系统泵浦耦合优化设计的3维光线追迹方法的研究,从二极管发光远场属性出发,建立其理论计算模型,对高功率激光二极管阵列端面泵浦大口径放大器的一种新型耦合方式——二极管列阵拟球面排列、空心镀银导管耦合进行了优化设计,并开展了泵浦耦合效率、泵浦场均匀性、泵浦场传输性等实验研究,实现了72%耦合效率、5mm内80%传输效率的均匀平顶泵浦耦合场输出,理论计算与实验结果符合较好。

摘要：甚多束激光装置打靶可靠性分解为到靶最小能量、能量平衡和打靶诊断三个指标。针对NIF光束对称设计和在同一分区的子集具有相同的可靠性,提出甚多束激光装置满足到靶最小能量的K类打靶故障树模型和简化分析方法;并对假定的分区子集可靠性的分组数据进行计算,分析大型激光装置的束数增加和不同打靶类型对打靶可靠性的影响趋势。研究发现:与多束激光装置相比,提高部件可靠性对于甚多束激光装置显得更加重要;设计柔性所提供的打靶功能多样性将有助于提升装置打靶可靠性。

摘要：氙灯抽运将导致钕玻璃内的不均匀温升,由此带来空间频率较低的热畸变,成为整个光路中最主要的畸变源。研究了400 mm口径4×2组合式片状放大器的动态热畸变问题。初步研究结果表明,在现有抽运结构下,抽运能量导致钕玻璃片表面最大温升约为0.85℃;由此引起钕玻璃片的"S"形变,最大形变大约为1.7×10-6m,最大应力约为65 kPa,整个动态波前畸变约为0.3λ,与美国劳伦斯.利弗莫尔国家实验室(LLNL)的实验值相符。在目前的抽运结构下,动态波前畸变满足设计要求。

摘要：为了提高超短脉冲激光的信噪比,研究了钕玻璃在800nm 波段附近的饱和吸收特性,通过速率方程计算得到了组合钕玻璃系统的非线性透射率与归一化能量密度的关系曲线。对任意一800nm 激光脉冲,利用放大自发辐射脉冲、调制脉冲等噪声与激光主脉冲在频谱特性方面的差异,采取了对不同类型的钕玻璃材料进行组合的方法,对材料的掺杂浓度、厚度等综合数据进行优化,合理设计了组合钕玻璃系统的吸收谱。计算模拟结果表明,该研究有效抑制了噪声,能实现较高幅度的高信噪比。

摘要：研究大科学工程巨型激光装置建设所需的高精密光学元器件研制技术成熟度评价体系,提出光学元件研制的技术成熟度评价方法、评价等级、评价要素和评价流程。基于该体系对关键元件研制技术成熟度评价进行实证应用,评价结果对巨型激光装置的工程设计提供重要参考,降低巨型激光装置研制风险及光学元件供货对巨型激光装置研制进度的影响。