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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

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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

Large-diameter multi-level diffractive optical elements with high energy efficiency

Wu Rong, Hua Neng, Zhang Xiao-Bo, Cao Guo-Wei, Zhao Dong-Feng, Zhou Shen-Lei
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  • 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.
    When large-diameter (100 mm) multi-level diffractive optical elements are applied to high-power laser systems in order to solve the problem of low energy efficiency, the energy efficiency can be greatly improved within uniform focal spot by reducing high diffraction orders. In this paper, we show both theoretically and experimentally that more than 90% energy can be focused into a desired spot as predicted previously by theoretical estimation.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2011AA8043048)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No.2011AA8043048).
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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

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