搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

复杂激光系统中平板光学元件的调频-调幅效应的研究

王雨雷 张昀 付万琴 吕志伟 周宇 邓青华 丁磊

复杂激光系统中平板光学元件的调频-调幅效应的研究

王雨雷, 张昀, 付万琴, 吕志伟, 周宇, 邓青华, 丁磊
PDF
导出引用
导出核心图
  • 为了抑制大口径光学元件中的受激Brillouin散射效应,并满足打靶过程中束匀滑的要求, 目前高能激光驱动器大都采用了正弦相位调制脉冲.然而,这类脉冲在复杂激光系统中传输时, 会出现明显的调频-调幅(FM-to-AM)效应.研究这种效应的来源,对提升激光系统的整体输出性能至关重要. 对复杂激光系统中一直被人们所忽视的平板光学元件带来的FM-to-AM效应进行了理论研究和数值模拟. 数值模拟结果表明,通过平板光学元件的次数越多调制深度越大,呈线性递增趋势,当通过次数为10次时, 调制深度高达22.2%;并且平板光学元件对各谱线的过滤也各不相同,当前端选用的中心波长为1054 nm时, 平板光学对各谱线的过滤作用非常小.提出通过改变中心波长来减小FM-to-AM效应, 这对于复杂激光系统的设计具有重要的指导意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61008005)、中国博士后科学基金和特别资助基金(批准号: 20090450966, 201003428)、 黑龙江省博士后基金(批准号: LBH-Z09128)、中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: HIT. KLOF. 2010037) 和哈尔滨工业大学科研创新基金(批准号: HIT. NSRIF. 2009010)资助的课题.
    [1]

    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, van Wonterghem B M 2007 Appl. Opt. 46 3276

    [2]

    Lindl J D, Amedt P, Berger R H, Glendinning S G, Glenzer S H, Hann S W, Landen R L, Suter L J 2004 Phys. Plasmas 11 339

    [3]

    Guo S F, Lu Q S, Zhou P, Zeng X W, Deng S Y, Cheng X A 2004 Acta Phys. Sin. 53 3766 (in Chinese) [郭少锋, 陆启生, 周萍, 曾学文, 邓少永, 程湘爱 2004 物理学报 53 3766]

    [4]

    Zhang R, Wang J J, Su J Q, Liu L Q, Ding L, Tang J, Liu H, Jing F, Zhang X M 2010 Acta Phys. Sin. 59 6290 (in Chinese) [张锐, 王建军, 粟敬钦, 刘兰琴, 丁磊, 唐军, 刘华, 景峰, 张小民 2010 物理学报 59 6290]

    [5]

    Jiang X J, Zhou S L, Lin Z Q, Zhu J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5824 (in Chinese) [江秀娟, 周申蕾, 林尊琪, 朱俭 2006 物理学报 55 5824]

    [6]

    Hocquet S, Lacroix G, Penninckx D 2009 Appl. Opt. 48 2515

    [7]

    Murray J R, Smith J R, Ehrlich R B, Karazys D T, Thompson C E, Weiland T L, Wilcox R B 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 2402

    [8]

    Rothenberg J E, Browning D F, Wilcox R B 1999 Proc. SPIE 3492 51

    [9]

    Peter J W, Mark W B, Gaylen V E 2004 Proc. SPIE 5341 146

    [10]

    Hocquet S, Penninckx D, Bordenave E, Gouedard C, Jaouen Y 2008 Appl. Opt. 47 3338

    [11]

    Huang X D, Zhang X M, Wang J J, Xu D P, Zhang R, Lin H H, Deng Y, Geng Y C, Yu X Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 1857 (in Chinese) [黄小东, 张小民, 王建军, 许党朋, 张锐, 林宏焕, 邓颖, 耿远超, 余晓秋 2010 物理学报 59 1857]

    [12]

    Lu X H, Wang J F, Jiang Y E, Fan W, Li X C 2011 Chin. J. Lasers 38 502012 (in Chinese) [卢兴华, 王江峰, 姜有恩, 范薇, 李学春 2011 中国激光 38 502012]

    [13]

    Li F, Ji F, Gu C, Zheng H, Gao K, Xu L X, Ming H 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1818 (in Chinese) [李锋, 纪帆, 顾春, 郑欢, 高昆, 许立新, 明海 2006 强激光与粒子束 18 1818]

    [14]

    Xu D P, Wang J J, Li M Z, Lin H H, Zhang R, Deng Y, Deng Q H, Huang X D, Wang M Z, Ding L, Tang J 2010 Opt. Express 18 6621

    [15]

    Hocquet S, Penninckx D, Gleyze J F, Gouédard C, Jaouën Y 2010 Appl. Opt. 49 1104

    [16]

    Geng Y C, Su J Q, Zhang R, Mo L, Wang F, Liu L Q, Wang W Y 2009 Chin. J. Lasers 36 302 (in Chinese) [耿远超, 粟敬钦, 张锐, 莫磊, 王方, 刘兰琴, 王文义 2009 中国激光 36 302]

    [17]

    Cao H B, Lu X Q, Li L B, Yin X H, Ma W X, Zhu J, Fan D Y 2011 Appl. Opt. 50 3609

    [18]

    Sébastien V, Jacques L, Denis P 2011 Opt. Lett. 36 88

    [19]

    Shi S X, Wang X E, Liu J S 2008 Physical Optics and Applied Optics (1st Ed.) (Xi'an:Xi'an University of Electronic Science and Technology Press) p69 (in Chinese) [石顺祥, 王学恩, 刘劲松 2008 物理光学与应用光学(第一版) (西安:西安电子科技大学出版社) 第69页]

  • [1]

    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, van Wonterghem B M 2007 Appl. Opt. 46 3276

    [2]

    Lindl J D, Amedt P, Berger R H, Glendinning S G, Glenzer S H, Hann S W, Landen R L, Suter L J 2004 Phys. Plasmas 11 339

    [3]

    Guo S F, Lu Q S, Zhou P, Zeng X W, Deng S Y, Cheng X A 2004 Acta Phys. Sin. 53 3766 (in Chinese) [郭少锋, 陆启生, 周萍, 曾学文, 邓少永, 程湘爱 2004 物理学报 53 3766]

    [4]

    Zhang R, Wang J J, Su J Q, Liu L Q, Ding L, Tang J, Liu H, Jing F, Zhang X M 2010 Acta Phys. Sin. 59 6290 (in Chinese) [张锐, 王建军, 粟敬钦, 刘兰琴, 丁磊, 唐军, 刘华, 景峰, 张小民 2010 物理学报 59 6290]

    [5]

    Jiang X J, Zhou S L, Lin Z Q, Zhu J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5824 (in Chinese) [江秀娟, 周申蕾, 林尊琪, 朱俭 2006 物理学报 55 5824]

    [6]

    Hocquet S, Lacroix G, Penninckx D 2009 Appl. Opt. 48 2515

    [7]

    Murray J R, Smith J R, Ehrlich R B, Karazys D T, Thompson C E, Weiland T L, Wilcox R B 1989 J. Opt. Soc. Am. B 6 2402

    [8]

    Rothenberg J E, Browning D F, Wilcox R B 1999 Proc. SPIE 3492 51

    [9]

    Peter J W, Mark W B, Gaylen V E 2004 Proc. SPIE 5341 146

    [10]

    Hocquet S, Penninckx D, Bordenave E, Gouedard C, Jaouen Y 2008 Appl. Opt. 47 3338

    [11]

    Huang X D, Zhang X M, Wang J J, Xu D P, Zhang R, Lin H H, Deng Y, Geng Y C, Yu X Q 2010 Acta Phys. Sin. 59 1857 (in Chinese) [黄小东, 张小民, 王建军, 许党朋, 张锐, 林宏焕, 邓颖, 耿远超, 余晓秋 2010 物理学报 59 1857]

    [12]

    Lu X H, Wang J F, Jiang Y E, Fan W, Li X C 2011 Chin. J. Lasers 38 502012 (in Chinese) [卢兴华, 王江峰, 姜有恩, 范薇, 李学春 2011 中国激光 38 502012]

    [13]

    Li F, Ji F, Gu C, Zheng H, Gao K, Xu L X, Ming H 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 1818 (in Chinese) [李锋, 纪帆, 顾春, 郑欢, 高昆, 许立新, 明海 2006 强激光与粒子束 18 1818]

    [14]

    Xu D P, Wang J J, Li M Z, Lin H H, Zhang R, Deng Y, Deng Q H, Huang X D, Wang M Z, Ding L, Tang J 2010 Opt. Express 18 6621

    [15]

    Hocquet S, Penninckx D, Gleyze J F, Gouédard C, Jaouën Y 2010 Appl. Opt. 49 1104

    [16]

    Geng Y C, Su J Q, Zhang R, Mo L, Wang F, Liu L Q, Wang W Y 2009 Chin. J. Lasers 36 302 (in Chinese) [耿远超, 粟敬钦, 张锐, 莫磊, 王方, 刘兰琴, 王文义 2009 中国激光 36 302]

    [17]

    Cao H B, Lu X Q, Li L B, Yin X H, Ma W X, Zhu J, Fan D Y 2011 Appl. Opt. 50 3609

    [18]

    Sébastien V, Jacques L, Denis P 2011 Opt. Lett. 36 88

    [19]

    Shi S X, Wang X E, Liu J S 2008 Physical Optics and Applied Optics (1st Ed.) (Xi'an:Xi'an University of Electronic Science and Technology Press) p69 (in Chinese) [石顺祥, 王学恩, 刘劲松 2008 物理光学与应用光学(第一版) (西安:西安电子科技大学出版社) 第69页]

  • [1] 张小民, 王建军, 许党朋, 张锐, 林宏焕, 邓颖, 耿远超, 余晓秋, 黄小东. 色散对高能激光光纤前端FM-AM效应的影响. 物理学报, 2010, 59(3): 1857-1862. doi: 10.7498/aps.59.1857
    [2] 凌 宁, 姜文汉, 蔡冬梅. 纯相位液晶空间光调制器拟合泽尼克像差性能分析. 物理学报, 2008, 57(2): 897-903. doi: 10.7498/aps.57.897
    [3] 朱常兴, 冯焱颖, 叶雄英, 周兆英, 周永佳, 薛洪波. 利用原子干涉仪的相位调制进行绝对转动测量. 物理学报, 2008, 57(2): 808-815. doi: 10.7498/aps.57.808
    [4] 马阎星, 王小林, 周朴, 马浩统, 赵海川, 许晓军, 司磊, 刘泽金, 赵伊君. 大气湍流对多抖动法相干合成技术中相位调制信号的影响. 物理学报, 2011, 60(9): 094211. doi: 10.7498/aps.60.094211
    [5] 罗博文, 董建绩, 王晓, 黄德修, 张新亮. 基于相位调制和线性滤波的多信道多功能光学微分器. 物理学报, 2012, 61(9): 094213. doi: 10.7498/aps.61.094213
    [6] 袁强, 赵文轩, 马睿, 张琛, 赵伟, 王爽, 冯晓强, 王凯歌, 白晋涛. 基于偏振光相位调制的超衍射极限空间结构光研究. 物理学报, 2017, 66(11): 110201. doi: 10.7498/aps.66.110201
    [7] 杜军, 杨娜, 李峻灵, 曲彦臣, 李世明, 丁云鸿, 李锐. 相位调制激光多普勒频移测量方法的改进. 物理学报, 2018, 67(6): 064204. doi: 10.7498/aps.67.20172049
    [8] 杜军, 赵卫疆, 曲彦臣, 陈振雷, 耿利杰. 基于相位调制器与Fabry-Perot干涉仪的激光多普勒频移测量方法. 物理学报, 2013, 62(18): 184206. doi: 10.7498/aps.62.184206
    [9] 刘雅坤, 王小林, 粟荣涛, 马鹏飞, 张汉伟, 周朴, 司磊. 相位调制信号对窄线宽光纤放大器线宽特性和受激布里渊散射阈值的影响. 物理学报, 2017, 66(23): 234203. doi: 10.7498/aps.66.234203
    [10] 戴殊韬, 江涛, 吴丽霞, 吴鸿春, 林文雄. 单脉冲时间精确可控的单纵模Nd:YAG激光器. 物理学报, 2019, 68(13): 134202. doi: 10.7498/aps.68.20190393
    [11] 肖鸿晶, 黄超, 唐玉龙, 徐剑秋. 基于时间透镜系统的冲击脉冲产生与特性研究. 物理学报, 2019, 68(15): 154201. doi: 10.7498/aps.68.20190246
    [12] 苏倩倩, 张国文, 蒲继雄. 高斯光束经表面有缺陷的厚非线性介质的传输特性. 物理学报, 2012, 61(14): 144208. doi: 10.7498/aps.61.144208
    [13] 齐晓庆, 高春清, 辛璟焘, 张戈. 基于激光光束轨道角动量的8位数据信号产生与检测的实验研究. 物理学报, 2012, 61(17): 174204. doi: 10.7498/aps.61.174204
    [14] 张利明, 周寿桓, 赵鸿, 张昆, 郝金坪, 张大勇, 朱辰, 李尧, 王雄飞, 张浩彬. 780W全光纤窄线宽光纤激光器. 物理学报, 2014, 63(13): 134205. doi: 10.7498/aps.63.134205
    [15] 吴庚坤, 宋金宝, 樊伟. 畸形波电磁散射特性分析及其特征识别标识的研究. 物理学报, 2017, 66(13): 134302. doi: 10.7498/aps.66.134302
    [16] 张熙程, 方龙杰, 庞霖. 强散射过程中基于奇异值分解的光学传输矩阵优化方法. 物理学报, 2018, 67(10): 104202. doi: 10.7498/aps.67.20172688
    [17] 周天益. 基于随机场照射的最优微波成像. 物理学报, 2019, 68(5): 055201. doi: 10.7498/aps.68.20182122
    [18] 谢逸群, 郭 旗. 非局域克尔介质中空间光孤子的相互作用. 物理学报, 2004, 53(9): 3020-3024. doi: 10.7498/aps.53.3020
    [19] 沈宇震, 王清月, 邢歧荣, 石季英. 啁啾脉冲激光放大中的自相位调制效应. 物理学报, 1996, 45(2): 214-221. doi: 10.7498/aps.45.214
    [20] 陈海涛, 夏光琼, 吴正茂. 基于脉冲对的交叉相位调制脉冲压缩中离散效应的抑制. 物理学报, 2005, 54(3): 1167-1171. doi: 10.7498/aps.54.1167
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1758
  • PDF下载量:  620
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-18
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-20

复杂激光系统中平板光学元件的调频-调幅效应的研究

  • 1. 哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院, 哈尔滨 150001;
  • 2. 哈尔滨工业大学光电子技术研究所,可调谐激光技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150080;
  • 3. 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61008005)、中国博士后科学基金和特别资助基金(批准号: 20090450966, 201003428)、 黑龙江省博士后基金(批准号: LBH-Z09128)、中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: HIT. KLOF. 2010037) 和哈尔滨工业大学科研创新基金(批准号: HIT. NSRIF. 2009010)资助的课题.

摘要: 为了抑制大口径光学元件中的受激Brillouin散射效应,并满足打靶过程中束匀滑的要求, 目前高能激光驱动器大都采用了正弦相位调制脉冲.然而,这类脉冲在复杂激光系统中传输时, 会出现明显的调频-调幅(FM-to-AM)效应.研究这种效应的来源,对提升激光系统的整体输出性能至关重要. 对复杂激光系统中一直被人们所忽视的平板光学元件带来的FM-to-AM效应进行了理论研究和数值模拟. 数值模拟结果表明,通过平板光学元件的次数越多调制深度越大,呈线性递增趋势,当通过次数为10次时, 调制深度高达22.2%;并且平板光学元件对各谱线的过滤也各不相同,当前端选用的中心波长为1054 nm时, 平板光学对各谱线的过滤作用非常小.提出通过改变中心波长来减小FM-to-AM效应, 这对于复杂激光系统的设计具有重要的指导意义.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回