摘要：依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求,通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构,并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明:装夹引入的附加波前畸变的峰谷值(PV值)约为150nm,小于λ/3(λ=632nm),结构满足设计指标要求。

摘要：对于直接液冷薄片激光器而言,实现功率的定标放大可以在保证泵浦光强恒定的情况下通过增大泵浦光斑的尺寸同时增加增益介质的尺寸或数量来实现。这种设计理念自提出以来就得到了学术界的青睐。本团队针对高功率直接液冷薄片激光器的实际工作条件,建立了单薄片双通道增益模块在对称情况下的模型,研究了微通道高度、薄片厚度、冷却液雷诺数等参数对激光器输出波前畸变的影响。结果表明:当其他条件一定时,随着微通道高度及薄片厚度的减小,激光器输出光束质量提高;随着冷却液雷诺数增大,激光器输出光束质量提高。经遗传算法优化后的设计参数产生的输出光束光程差均方根值为3.27μm,峰谷值为6.11μm,相较于经典文献设计参数下的均方根值和峰谷值分别降低了12.3%和15.6%。

摘要：近年来,直接液体冷却薄片激光器因其体积功率比小,热管理能力强等优势而成为研究热点.本文建立了一套直接液体冷却薄片激光器波前畸变的分析方法.应用该方法研究了直接液体冷却薄片激光器中抽运光均匀性对光束波前畸变的影响.计算分析了均匀性为92%,80%和70%,且总的抽运功率不变时,激光器高阶像差分布情况.随着均匀性逐渐减弱,激光器中高阶像差逐渐增强,低阶像差量基本保持不变.实验中,设计加入波导和未加入波导结构,构建了均匀性为92%和70%的抽运光分布,分别测量了两种情况下的波前抖动情况以及波前畸变分布,抽运功率为5 kW时,测量获得了整个增益模块的光程差高阶分量(OPD_(H)),其畸变量均方根(RMS)值为0.66μm和0.79μm,实验结果和理论分析结果基本趋势一致.

摘要：二极管激光器阵列端泵浦Nd:YAG板条具有热效应低、波前畸变小的特点,温度场和应力场的不均匀是引起板条增益介质波前畸变的主要原因。对端泵浦传导冷却Nd:YAG板条增益模块的泵浦和冷却均匀性进行了优化设计,获得了板条激光增益模块静态波前畸变最大偏差(PV)值为0.22μm。该模块用于双通放大器实验装置中,测试了板条增益模块有无注入功率条件下的波前畸变,测得无注入功率波前畸变PV值为3.49μm,能量提取后波前畸变PV值为3.41μm。在注入功率3120W时,获得输出激光功率4660W,光束质量为3.88倍衍射极限,该模块光光效率为27%。

摘要：微变形反射镜(MEMS-DMs)是用于自适应光学中波前校正的重要元件。对微变形镜波前校正原理进行了分析,设计了基于自适应光学系统的测试系统,通过闭环控制技术成功地利用一种分离式MEMS-DMs校正了实验系统中位相板引入的波前畸变,实验结果显示离焦项Zernike系数相对最大,是造成整个波面畸变的最重要的原因。MEMS-DMs对低阶波前畸变校正较好,高阶波前畸变校正时残余误差比较大,增加控制电极数量可以更好地校正高阶模式的波前畸变。基于自适应光学系统的MEMS-DMs波前畸变校正实验系统,可以为今后全面优化设计微变形反射镜及其更适应自适应光学系统的需要提供实验数据与理论支持。

摘要：为了解决板条激光器输出激光光束质量不高的问题,建立了激光在板条激光模块中沿"之"字形光路传输时的热致波前畸变模型。对热致波前畸变的分布特点进行了研究,并提出了一种减小热致波前畸变的方法。数值仿真结果表明,通过合理的光路设计,优化激光以同一角度两次进入板条介质时的位置偏移量,可以达到减小板条厚度方向上热致波前畸变的目的。

摘要：为了设计光刻物镜的支撑结构,建立了支撑应力对透镜透射波前影响的模型,研究了该模型中支撑应力与折射率的关系及支撑应力对透镜透射波前畸变的影响。首先,根据晶体理论,建立了融石英透镜波前畸变与支撑应力之间关系的仿真模型。然后,分析了不同支撑结构下支撑应力与融石英透镜波前的关系。最后,分析了支撑应力造成的透射波前畸变的性质,并选择合适的物镜支撑结构。研究结果表明:光刻物镜支撑结构的支撑应力对透镜的透射波前有很大的影响:3点支撑的波前畸变PV值为3.69 nm;随着支撑点数量的增加,支撑应力造成的透射波前畸变逐渐减少;采用大于9点的支撑结构即可满足光刻投影物镜的元件支撑需求。

摘要：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。

摘要：本文基于Shack-Hartmann传感技术设计了一种测量光波波前畸变的测量系统。首先,对Shack-Hartmann传感技术的测量原理进行了详细地介绍;其次,对测量系统的测量原理和系统方案等方面进行了研究;最后,将普通光源照射该系统,对其波前畸变进行测量。实验结果表明:该测量系统基本满足光波波前畸变测量稳定可靠、精度高、实时性强等要求。本文的研究对Shack-Hartmann传感技术在自适应光学系统中的应用具有很大的参考价值。

摘要：控制由机械装夹方式所引入的波前畸变以提高惯性约束聚变(ICF)输出光束的质量,是在大口径钕玻璃片主放大器结构设计中必须考虑的。提出了一种新的有限元变形结果与光学元件面形畸变之间的数据处理方式,并与传统方式进行了对比。基于新的数据处理接口,利用光机集成分析方法对大口径八边形钕玻璃片的支撑系统结构设计参数进行优化。优化的结果保证了由支撑系统引起的透过波前畸变小于十分之一波长,同时波前畸变与设计参数变动的相关性最小。