强激光与粒子束, 2009, 21 (3): 326, 网络出版: 2009-11-24   

光学元件“缺陷”对助推放大级光束质量的影响

Effects on beam quality of booster stage induced by “defects” on optics
作者单位
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
摘要
光学元件“缺陷”制约着高功率固体激光装置负载能力的提升。从统计角度建立了振幅调制型“缺陷”模型,并针对神光Ⅲ原型装置助推放大级分析了“缺陷”分布的统计参量与光束近场质量的关系,得到了一般规律。结果表明,“缺陷”总密度的增加和幂指数的减小都使系统输出光强的中高频成分增加,光束近场质量变差;总密度的变化引起光强各中高频成分变化的幅度近似相等,频率间相对比重基本保持不变,幂指数的变化却会引起各频率间相对比重发生变化;一定范围内,“缺陷”尺寸越大对近场质量的影响越严重;对于助推段,需将元件的“缺陷”总密度控制在600 cm-2以下,幂指数控制在2.5以上。研究结果可为降低元件的损伤风险以提高系统的运行负载提供参考。
Abstract
The “defects” on optics is the main limiting factor in enhancing the power of a high power solid-state laser system.This paper established a “defects” model about amplitude modulation based on statistics.Aimed at the booster of SG-Ⅲ prototype,the relationship between characteristic parameters of the model and the near-field quality of the beam was studied.The results show that,both the increase of total density of “defects” and the decrease of power exponent can cause the degradation of beam quality;for median-high frequency,different total densities of “defects” have approximately equal effects,while the effects of different power exponents vary;the larger “defects” can lead to more serious degradation of beam quality;for the booster,it is necessary to control the total density of “defects” under 600 cm-2,and the power exponent above 2.5.These results provide a guidance for reducing optics damage risk to enhance system power.

周丽丹, 粟敬钦, 张小民, 刘兰琴, 王文义, 王方, 莫磊, 李平, 张小民. 光学元件“缺陷”对助推放大级光束质量的影响[J]. 强激光与粒子束, 2009, 21(3): 326. 周丽丹, 粟敬钦, 张小民, 刘兰琴, 王文义, 王方, 莫磊, 李平, 张小民. Effects on beam quality of booster stage induced by “defects” on optics[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2009, 21(3): 326.

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