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神光Ⅱ升级装置远场准直系统研究

高妍琦 朱宝强 刘代中 彭增云 林尊琪

神光Ⅱ升级装置远场准直系统研究

高妍琦, 朱宝强, 刘代中, 彭增云, 林尊琪
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  • 用于实现光束调整的自动准直系统不仅是保证高功率激光装置高效、安全、可靠运行的关键子系统,同时也是保证光束近场和远场质量的关键要素之一. 通过巧妙的光栅制作和照明成像系统设计,实现了高精度、模块化的远场准直系统. 其特点在于利用光栅的衍射特性,实现了远场焦斑和基准的同时离轴取样. 此系统在神光Ⅱ升级装置预放系统的实验结果表明,其光栅基准的复位精度优于8 μm,准直过程中基准的抖动低于0.59 μm;准直完成后,焦斑中心和基准中心的最大偏差优于10 μm. 此系统在实现了高精度取样、准直的前提下,不仅降低了对
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2007SQ804)、中日韩激光聚变高能量密度物理合作研究、中国科学院大科学装置配套改造项目资助的课题.
    [1]

    Waxer L J, Maywar D N, Kelly J H, Kessler T J, Kruschwitz B E, Loucks S J, McCrory R L, Meyerhofer D D, Morse S F B, Stoeckl C, Zuegel J D 2005 Opt. Photon. News 16 30

    [2]

    Qiao J, Kalb A, Guardalben M J, King G, Canning D, Kelly J H 2007 Opt. Express 15 9562

    [3]

    Awwal A A S, McClay W A, Ferguson W S, Candy J V, Salmon T, Wegner P 2006 Appl. Opt. 45 3038

    [4]

    Awwal A A S, Rice K L, Taha T M 2009 Appl. Opt. 48 5190

    [5]

    Baker K L, Homoelle D, Utternback E, Stappaerts E A, Siders C W, Barty C P J 2009 Opt. Express 17 16696

    [6]

    Haynam C A, Wegner P J, Auerbach J M, Bowers M W, Dixit S N, Erbert G V, Heestand G M, Henesian M A, Hermann M R, Jancaitis K S, Manes K R, Marshall C D, Mehta N C, Menapace J, Moses E, Murray J R, Nostrand M C, Orth C D, Patterson R, Sacks R A, Shaw M J, Spaeth M, Sutton S B, Williams W H, Widmayer C C, White R K, Yang S T, Wonterghem B M V 2007 Appl. Opt. 46 3276

    [7]

    Fleurot N, Cavailler C, Bourgade J L 2005 Fusion Eng. Des. 74 147

    [8]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Liu X F, Lin Z Q 2009 Appl. Opt. 48 1591

    [9]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Peng Z Y, Lin Z Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 6992 (in Chinese) [高妍琦、朱宝强、刘代中、彭曾云、林尊琪 2008 物理学报 57 6992]

    [10]

    Deng W, Jiang D B, Jing F, Wang F, Zhang Q Q, Zhu Q H 2006 Acta Phys. Sin. 55 5277 (in Chinese) [邓 武、蒋东镔、景 峰、王 方、张清泉、朱启华 2006 物理学报 55 5277]

    [11]

    Huang X J, Huang Z, Wang X, Zeng X M, Zhang Y, Zhao L, Zhou K N, Zuo Y L 2009 Acta Phys. Sin. 58 8264 (in Chinese) [黄小军、黄 征、王 逍、曾小明、张 颖、赵 磊、周凯南、左言磊 2009 物理学报 58 8264]

    [12]

    Zacharias R A, Beer N R, Bliss E S, Burkhart S C, Cohen S J, Sutton S B, Atta R L V, Winters S E, Salmon J T, Stolz C J, Pigg D C, Arnold T J 2004 Opt. Eng. 43 2873

    [13]

    Celliers P M, Estabrook K G, Wallace R J, Murray J E, Silva L B D, MacGowan B J, Wonterghem B M V, Manes K R 1998 Appl. Opt. 37 2371

    [14]

    Potemkin A K, Barmashova T V, Kirsanov A V, Martyanov M A, Khazanov E A, Shaykin A A 2007 Appl. Opt. 46 4423

    [15]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Lin Z Q 2009 J. Opt. Soc. Am. A 26 2139

    [16]

    Hunt J T, Glaze J A, Simmons W W, Renard P A 1978 Appl. Opt. 17 2053

    [17]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Lin Z Q 2009 Opt. Express 17 12753

    [18]

    Garanin S G, Epatko I V, Lvov L V, Serov R V, Sukharev S A 2007 Quantum Electron 37 1159

    [19]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Liu X F, Lin Z Q 2009 Chin. Phys. B 18 215

  • [1]

    Waxer L J, Maywar D N, Kelly J H, Kessler T J, Kruschwitz B E, Loucks S J, McCrory R L, Meyerhofer D D, Morse S F B, Stoeckl C, Zuegel J D 2005 Opt. Photon. News 16 30

    [2]

    Qiao J, Kalb A, Guardalben M J, King G, Canning D, Kelly J H 2007 Opt. Express 15 9562

    [3]

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    Awwal A A S, Rice K L, Taha T M 2009 Appl. Opt. 48 5190

    [5]

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    [6]

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    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Liu X F, Lin Z Q 2009 Appl. Opt. 48 1591

    [9]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Peng Z Y, Lin Z Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 6992 (in Chinese) [高妍琦、朱宝强、刘代中、彭曾云、林尊琪 2008 物理学报 57 6992]

    [10]

    Deng W, Jiang D B, Jing F, Wang F, Zhang Q Q, Zhu Q H 2006 Acta Phys. Sin. 55 5277 (in Chinese) [邓 武、蒋东镔、景 峰、王 方、张清泉、朱启华 2006 物理学报 55 5277]

    [11]

    Huang X J, Huang Z, Wang X, Zeng X M, Zhang Y, Zhao L, Zhou K N, Zuo Y L 2009 Acta Phys. Sin. 58 8264 (in Chinese) [黄小军、黄 征、王 逍、曾小明、张 颖、赵 磊、周凯南、左言磊 2009 物理学报 58 8264]

    [12]

    Zacharias R A, Beer N R, Bliss E S, Burkhart S C, Cohen S J, Sutton S B, Atta R L V, Winters S E, Salmon J T, Stolz C J, Pigg D C, Arnold T J 2004 Opt. Eng. 43 2873

    [13]

    Celliers P M, Estabrook K G, Wallace R J, Murray J E, Silva L B D, MacGowan B J, Wonterghem B M V, Manes K R 1998 Appl. Opt. 37 2371

    [14]

    Potemkin A K, Barmashova T V, Kirsanov A V, Martyanov M A, Khazanov E A, Shaykin A A 2007 Appl. Opt. 46 4423

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    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Lin Z Q 2009 J. Opt. Soc. Am. A 26 2139

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    Hunt J T, Glaze J A, Simmons W W, Renard P A 1978 Appl. Opt. 17 2053

    [17]

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    [18]

    Garanin S G, Epatko I V, Lvov L V, Serov R V, Sukharev S A 2007 Quantum Electron 37 1159

    [19]

    Gao Y Q, Zhu B Q, Liu D Z, Liu X F, Lin Z Q 2009 Chin. Phys. B 18 215

  • [1] 韩建, 巴音贺希格, 李文昊. 全息光栅曝光系统中空间滤波器孔径与激光束腰关系的选择方法. 物理学报, 2012, 61(8): 084202. doi: 10.7498/aps.61.084202
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    [3] 姚建铨, 魏臻, 任广军. 调Q脉冲保偏光纤激光器的研究. 物理学报, 2009, 58(2): 941-945. doi: 10.7498/aps.58.941
    [4] 李 磊, 赵长明, 张 鹏, 杨苏辉. 激光二极管抽运频差可调谐双频固体激光器的研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2663-2669. doi: 10.7498/aps.56.2663
    [5] 丁 莉, 俞立钧, 刘代中, 高妍琦, 朱宝强, 朱 俭, 彭增云, 朱健强. 高功率激光装置光束准直系统新型远场监测技术. 物理学报, 2008, 57(9): 5713-5717. doi: 10.7498/aps.57.5713
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    [9] 周大方, 蒋式勤, 赵晨, Petervan Leeuwen. P波间期的心脏电流源重建及电活动磁成像. 物理学报, 2019, 68(13): 138701. doi: 10.7498/aps.68.20190005
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    [12] 张彬, 吕百达. 含空间滤波器的激光放大系统的逆问题. 物理学报, 1998, 47(1): 1-8. doi: 10.7498/aps.47.1
    [13] 温圣林, 姚欣, 高福华, 张怡霄, 郭永康, 林祥棣. 激光惯性约束聚变驱动器终端光学系统中束匀滑器件前置的条件研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3130-3134. doi: 10.7498/aps.58.3130
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    [17] 江秀娟, 李菁辉, 朱俭, 林尊琪. 基于简单透镜列阵的可调焦激光均匀辐照光学系统研究. 物理学报, 2015, 64(5): 054201. doi: 10.7498/aps.64.054201
    [18] 张斌, 潘雪丰, 陶卫东. 新型内反射旋光光学滤波器研究. 物理学报, 2011, 60(5): 054214. doi: 10.7498/aps.60.054214
    [19] 江微微, 范林勇, 赵瑞峰, 卫延, 裴丽, 简水生. 基于双芯光纤耦合器的梳状滤波器及其CO2激光调节. 物理学报, 2011, 60(4): 044214. doi: 10.7498/aps.60.044214
    [20] 陈明惠, 丁志华, 王成, 宋成利. 基于法布里-珀罗调谐滤波器的傅里叶域锁模扫频激光光源. 物理学报, 2013, 62(6): 068703. doi: 10.7498/aps.62.068703
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-30
  • 修回日期:  2010-08-09
  • 刊出日期:  2011-03-05

神光Ⅱ升级装置远场准直系统研究

  • 1. 中国科学院上海光学精密机械研究所,高功率激光物理联合实验室,上海 201800
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2007SQ804)、中日韩激光聚变高能量密度物理合作研究、中国科学院大科学装置配套改造项目资助的课题.

摘要: 用于实现光束调整的自动准直系统不仅是保证高功率激光装置高效、安全、可靠运行的关键子系统,同时也是保证光束近场和远场质量的关键要素之一. 通过巧妙的光栅制作和照明成像系统设计,实现了高精度、模块化的远场准直系统. 其特点在于利用光栅的衍射特性,实现了远场焦斑和基准的同时离轴取样. 此系统在神光Ⅱ升级装置预放系统的实验结果表明,其光栅基准的复位精度优于8 μm,准直过程中基准的抖动低于0.59 μm;准直完成后,焦斑中心和基准中心的最大偏差优于10 μm. 此系统在实现了高精度取样、准直的前提下,不仅降低了对

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