搜索

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

高能量效率的大口径多台阶衍射光学元件

邬融 华能 张晓波 曹国威 赵东峰 周申蕾

高能量效率的大口径多台阶衍射光学元件

邬融, 华能, 张晓波, 曹国威, 赵东峰, 周申蕾
PDF
导出引用
导出核心图
  • 在高功率激光装置的束匀滑元件应用中, 如何提高焦斑的能量集中度, 是系统的一大关键难题, 尤其是对于具有台阶相位突变的二元光学元件. 本文最近的研究表明, 通过抑制高衍射级次的能量损失, 多台阶相位板既能提供很好的均匀焦斑, 又能集中绝大部分能量于其中. 后续的理论分析和实验测试论证了此改进方案, 由此获得超过90%能量利用率的匀滑焦斑不再是大口径(100 mm)多台阶衍射光学元件无法逾越的障碍.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2011AA8043048)资助的课题.
    [1]

    Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M, Yamanaka C 1984 Phys. Rev. Lett. 53 1057

    [2]
    [3]
    [4]

    Sueda K, Tsubakimoto K, Miyanaga N, Nakatsuka M 2004 Opt. Express 12 2888

    [5]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703

    [6]
    [7]

    Wen S L, Xu Q, Ma P, Yang C L, Zhou L S, Yan H 2009 Acta Opt. Sin. 29 3179 (in Chinese) [温圣林, 许乔, 马平, 杨春林, 周礼书, 颜浩 2009 光学学报 29 3179]

    [8]
    [9]

    Marozas J A 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 74

    [10]
    [11]
    [12]

    Nauport J, Ribeyre X, Daurios J, Valla D, Lavergne M, Beau V, Videau L 2003 Appl. Opt. 42 2377

    [13]

    Zhang R, Li P, Su J Q, Wang J J, Li H, Geng Y C, Liang Y, Zhao R C, Dong J, Lu Z G, Zhou L D, Liu L Q, Lin H H, Xu D P, Deng Y, Zhu N, Jing F, Sui Z, Zhang X M 2012 Acta Phy. Sin. 61 054204 (in Chinese) [张锐, 李平, 粟敬钦, 王建军, 李海, 耿远超, 梁樾, 赵润昌, 董军, 卢宗贵, 周丽丹, 刘兰琴, 林宏奂, 许党朋, 邓颖, 朱娜, 景峰, 隋展, 张小民2012 物理学报 61 054204]

    [14]
    [15]

    Gerchberg R W, Saxton W O 1972 Optik 35 237

    [16]
    [17]

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

    [18]
    [19]
    [20]

    Tan Q F, Yan Y B Jin G F, Wu M X, Xu D Y 2002 Chinese Journal of Lasers A 29 29 (In Chinese) [谭峭峰, 严瑛白, 金国藩, 邬敏贤, 徐端颐 2002 中国激光 29 29]

    [21]
    [22]

    Tan Q F, Yan Y B Jin G F, Wu M X, Xu D Y 2001 High Power Laser and Particle Beams 13 611 (In Chinese) [谭峭峰, 严瑛白, 金国藩, 邬敏贤, 徐端颐 2001 强激光与粒子束 13 611]

    [23]
    [24]

    Lv Y F, Dong Y, Li S T, Li Q S, Jin G Y, Zhang X H 2012 Acta Opt. Sin. 32 0505001 (in Chinese) [吕彦飞, 董渊, 李述涛, 李青松, 金光勇, 张喜和 2012 光学学报 32 0505001]

    [25]

    Wyrowski F 1991 Opt. Lett. 16 1915

    [26]
    [27]

    Wyrowski F 1992 Opt. Eng. 31 251

    [28]
    [29]
    [30]

    Krackhardt U, Mait J N, Streibl N 1992 Appl. Opt. 31 27

    [31]

    Arriz'on V, Testorf M 1997 Opt. Lett. 22 197

    [32]
    [33]
    [34]

    Zhou G Y, Yuan X C, Dowd P, Lam Y L, Chan Y C 2000 Opt. Lett. 25 1288

    [35]

    Soifer V A 2002 Methods for computer design of diffractive optical elements (New York: Wiley Series) p42

    [36]
    [37]

    Swanson G J 1991 Tech. Rep. (Lexington: MIT Cambridge) p914

    [38]
    [39]
    [40]

    Liu Q, Zhang X B, Wu R, Tian Y C, Li Y P 2007 Opto-Electr. Eng. 34 50 (In Chinese) [刘强, 张晓波, 邬融, 田扬超, 李永平 2007 光电工程 34 50]

  • [1]

    Kato Y, Mima K, Miyanaga N, Arinaga S, Kitagawa Y, Nakatsuka M, Yamanaka C 1984 Phys. Rev. Lett. 53 1057

    [2]
    [3]
    [4]

    Sueda K, Tsubakimoto K, Miyanaga N, Nakatsuka M 2004 Opt. Express 12 2888

    [5]

    Lin Y, Kessler T J, Lawrence G N 1996 Opt. Lett. 21 1703

    [6]
    [7]

    Wen S L, Xu Q, Ma P, Yang C L, Zhou L S, Yan H 2009 Acta Opt. Sin. 29 3179 (in Chinese) [温圣林, 许乔, 马平, 杨春林, 周礼书, 颜浩 2009 光学学报 29 3179]

    [8]
    [9]

    Marozas J A 2007 J. Opt. Soc. Am. A 24 74

    [10]
    [11]
    [12]

    Nauport J, Ribeyre X, Daurios J, Valla D, Lavergne M, Beau V, Videau L 2003 Appl. Opt. 42 2377

    [13]

    Zhang R, Li P, Su J Q, Wang J J, Li H, Geng Y C, Liang Y, Zhao R C, Dong J, Lu Z G, Zhou L D, Liu L Q, Lin H H, Xu D P, Deng Y, Zhu N, Jing F, Sui Z, Zhang X M 2012 Acta Phy. Sin. 61 054204 (in Chinese) [张锐, 李平, 粟敬钦, 王建军, 李海, 耿远超, 梁樾, 赵润昌, 董军, 卢宗贵, 周丽丹, 刘兰琴, 林宏奂, 许党朋, 邓颖, 朱娜, 景峰, 隋展, 张小民2012 物理学报 61 054204]

    [14]
    [15]

    Gerchberg R W, Saxton W O 1972 Optik 35 237

    [16]
    [17]

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

    [18]
    [19]
    [20]

    Tan Q F, Yan Y B Jin G F, Wu M X, Xu D Y 2002 Chinese Journal of Lasers A 29 29 (In Chinese) [谭峭峰, 严瑛白, 金国藩, 邬敏贤, 徐端颐 2002 中国激光 29 29]

    [21]
    [22]

    Tan Q F, Yan Y B Jin G F, Wu M X, Xu D Y 2001 High Power Laser and Particle Beams 13 611 (In Chinese) [谭峭峰, 严瑛白, 金国藩, 邬敏贤, 徐端颐 2001 强激光与粒子束 13 611]

    [23]
    [24]

    Lv Y F, Dong Y, Li S T, Li Q S, Jin G Y, Zhang X H 2012 Acta Opt. Sin. 32 0505001 (in Chinese) [吕彦飞, 董渊, 李述涛, 李青松, 金光勇, 张喜和 2012 光学学报 32 0505001]

    [25]

    Wyrowski F 1991 Opt. Lett. 16 1915

    [26]
    [27]

    Wyrowski F 1992 Opt. Eng. 31 251

    [28]
    [29]
    [30]

    Krackhardt U, Mait J N, Streibl N 1992 Appl. Opt. 31 27

    [31]

    Arriz'on V, Testorf M 1997 Opt. Lett. 22 197

    [32]
    [33]
    [34]

    Zhou G Y, Yuan X C, Dowd P, Lam Y L, Chan Y C 2000 Opt. Lett. 25 1288

    [35]

    Soifer V A 2002 Methods for computer design of diffractive optical elements (New York: Wiley Series) p42

    [36]
    [37]

    Swanson G J 1991 Tech. Rep. (Lexington: MIT Cambridge) p914

    [38]
    [39]
    [40]

    Liu Q, Zhang X B, Wu R, Tian Y C, Li Y P 2007 Opto-Electr. Eng. 34 50 (In Chinese) [刘强, 张晓波, 邬融, 田扬超, 李永平 2007 光电工程 34 50]

  • [1] 何文奇, 彭翔, 孟祥锋, 刘晓利. 一种基于双光束干涉的分级身份认证方法. 物理学报, 2013, 62(6): 064205. doi: 10.7498/aps.62.064205
    [2] 李腾飞, 钟哲强, 张彬. 用于超快束匀滑的动态波前调控新方案. 物理学报, 2018, 67(17): 174206. doi: 10.7498/aps.67.20172527
    [3] 熊皓, 钟哲强, 张彬, 隋展, 张小民. 基于束间动态干涉的快速匀滑新方法. 物理学报, 2020, 69(6): 064206. doi: 10.7498/aps.69.20190962
    [4] 高妍琦, 赵晓晖, 贾果, 李福建, 崔勇, 饶大幸, 季来林, 刘栋, 冯伟, 黄秀光, 马伟新, 隋展. 基于低相干光的阵列透镜束匀滑技术研究. 物理学报, 2019, 68(7): 075201. doi: 10.7498/aps.68.20182138
    [5] 杨振亚, 郑楚君. 基于压缩传感的纯相位物体相位恢复. 物理学报, 2013, 62(10): 104203. doi: 10.7498/aps.62.104203
    [6] 田劲东, 牛憨笨, 于 斌, 彭 翔. 硬x射线同轴相衬成像的相位恢复. 物理学报, 2005, 54(5): 2034-2037. doi: 10.7498/aps.54.2034
    [7] 江浩, 张新廷, 国承山. 基于菲涅耳衍射的无透镜相干衍射成像. 物理学报, 2012, 61(24): 244203. doi: 10.7498/aps.61.244203
    [8] 刘诚, 潘兴臣, 朱健强. 基于光栅分光法的相干衍射成像. 物理学报, 2013, 62(18): 184204. doi: 10.7498/aps.62.184204
    [9] 范家东, 江怀东. 相干X射线衍射成像技术及在材料学和生物学中的应用. 物理学报, 2012, 61(21): 218702. doi: 10.7498/aps.61.218702
    [10] 葛银娟, 潘兴臣, 刘诚, 朱健强. 基于相干调制成像的光学检测技术研究. 物理学报, 2020, (): 004200. doi: 10.7498/aps.69.20200224
    [11] 李元杰, 何小亮, 孔艳, 王绶玙, 刘诚, 朱健强. 基于电子束剪切干涉的PIE成像技术研究. 物理学报, 2017, 66(13): 134202. doi: 10.7498/aps.66.134202
    [12] 黄燕萍, 祁春媛. 用相位恢复方法测量多孔光纤的三维折射率分布. 物理学报, 2006, 55(12): 6395-6398. doi: 10.7498/aps.55.6395
    [13] 刘宏展, 纪越峰. 一种基于角谱理论的改进型相位恢复迭代算法. 物理学报, 2013, 62(11): 114203. doi: 10.7498/aps.62.114203
    [14] 于韬, 杨栋宇, 马锐, 祝玉鹏, 史祎诗. 基于增强型视觉密码的光学信息隐藏系统. 物理学报, 2020, 69(14): 144202. doi: 10.7498/aps.69.20200496
    [15] 孙腾飞, 卢鹏, 卓壮, 张文浩, 卢景琦. 基于单一分光棱镜干涉仪的双通路定量相位显微术. 物理学报, 2018, 67(14): 140704. doi: 10.7498/aps.67.20172722
    [16] 沈全洪, 裴 京, 徐端颐, 马建设, 齐国生, 李莉华. 蓝光高密度光盘驱动器中聚焦误差特性分析. 物理学报, 2006, 55(8): 4132-4138. doi: 10.7498/aps.55.4132
    [17] 戚俊成, 陈荣昌, 刘宾, 陈平, 杜国浩, 肖体乔. 基于迭代重建算法的X射线光栅相位CT成像. 物理学报, 2017, 66(5): 054202. doi: 10.7498/aps.66.054202
    [18] 杨钧兰, 钟哲强, 翁小凤, 张彬. 惯性约束聚变装置中靶面光场特性的统计表征方法. 物理学报, 2019, 68(8): 084207. doi: 10.7498/aps.68.20182091
    [19] 杨玉花, 史祎诗, 王雅丽, 肖俊, 张静娟. 基于位相抽取的三维信息加密算法研究. 物理学报, 2011, 60(3): 034202. doi: 10.7498/aps.60.034202
    [20] 崔省伟, 陈子阳, 胡克磊, 蒲继雄. 部分相干Airy光束及其传输的研究. 物理学报, 2013, 62(9): 094205. doi: 10.7498/aps.62.094205
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3938
  • PDF下载量:  436
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-30
  • 修回日期:  2012-06-18
  • 刊出日期:  2012-11-05

高能量效率的大口径多台阶衍射光学元件

  • 1. 中国科学院上海光学精密机械研究所, 高功率激光物理国家实验室, 上海 201800;
  • 2. 中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 合肥 230029
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2011AA8043048)资助的课题.

摘要: 在高功率激光装置的束匀滑元件应用中, 如何提高焦斑的能量集中度, 是系统的一大关键难题, 尤其是对于具有台阶相位突变的二元光学元件. 本文最近的研究表明, 通过抑制高衍射级次的能量损失, 多台阶相位板既能提供很好的均匀焦斑, 又能集中绝大部分能量于其中. 后续的理论分析和实验测试论证了此改进方案, 由此获得超过90%能量利用率的匀滑焦斑不再是大口径(100 mm)多台阶衍射光学元件无法逾越的障碍.

English Abstract

参考文献 (40)

目录

    /

    返回文章
    返回