10 PW级激光系统波前演变及分析

王建业; 郭震; 於亮红; 甘泽彪; 李文启; 梁晓燕

doi:doi:10.3788/CJL201946.0801006

中国激光, 2019, 46 (8): 0801006, 网络出版: 2019-08-13

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Wavefront Evolution and Analysis of 10-Petawatt Laser System

王建业 ^1,2,3郭震 ^1,2於亮红 ^1,*甘泽彪 ¹李文启 ¹梁晓燕 ^1,**

作者单位

¹ 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800

² 中国科学院大学, 北京 100049

³ 上海科技大学, 上海 201210

图 & 表

图 1. SULF系统装置简图

Fig. 1. Schematic of SULF system

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图 2. 波前测量光路示意图。(a)放大部分;(b) OAP部分

Fig. 2. Optical path schematics for wavefront measurement. (a) Amplification part; (b) OAP measurement

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图 3. 激光系统各节点波前演变示意图

Fig. 3. Evolution of wavefront at nodes of laser system

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图 4. 相位分布图。(a) 220 mm钛宝石放大器的相位测试图;(b) 115~180 mm扩束后相位分布;(c)一通后相位分布;(d)二通后相位分布;(e)三通后相位分布

Fig. 4. Phase distributions. (a) Phase test pattern of 220 mm Ti∶sapphire amplifier; (b) phase distribution after 115-180 mm expansion; (c) phase distribution after one pass; (d) phase distribution after two pass; (e) phase distribution after three pass

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图 5. 相位分布图对比。(a)调松压条前;(b)调松压条后

Fig. 5. Comparison of phase distributions. (a) Before adjusting strip; (b) after adjusting strip

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表 1各节点泽尼克系数测量值

Table1. Zernike coefficient measurements at each node

Measured point	0° astigmatism	45° astigmatism	X axis coma	Y axis coma	Spherical aberration
1	0.031	0.065	-0.075	-0.019	0.013
2	0.063	-0.001	0.040	0.037	-0.011
3	-0.090	0.225	-0.216	0.190	-0.079
4	-0.156	0.082	-0.140	-0.008	0.013
5	-0.123	-0.125	-0.025	-0.026	0.005
6.1	-0.209	-0.071	0.020	-0.103	0.021
6.2	0.039	0.399	-0.063	0.027	0.011
6.3	0.183	0.176	-0.224	0.069	-0.009
7	0.317	-0.318	-0.097	0.027	-0.057
8	-0.118	-0.382	-0.037	0.347	0.029
9.1	-0.053	0.166	0.173	-0.285	-0.110
9.2	-0.412	0.126	0.206	-0.241	-0.115
9.3	0.671	-0.998	0.007	0.082	-0.110

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表 2220 mm钛宝石放大器各节点的波前测量值

Table2. Wavefront measurements at each node for 220 mm Ti∶sapphire amplifier

Measured point	PV value /μm	RMS /μm
Ⅰ	2.3448	0.3192
Ⅱ	2.2400	0.3472
Ⅲ	2.4552	0.3504
Ⅳ	2.0800	0.2968

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王建业, 郭震, 於亮红, 甘泽彪, 李文启, 梁晓燕. 10 PW级激光系统波前演变及分析[J]. 中国激光, 2019, 46(8): 0801006. Jianye Wang, Zhen Guo, Lianghong Yu, Zebiao Gan, Wenqi Li, Xiaoyan Liang. Wavefront Evolution and Analysis of 10-Petawatt Laser System[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(8): 0801006.

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图 1. SULF系统装置简图

Fig. 1. Schematic of SULF system

图 2. 波前测量光路示意图。(a)放大部分;(b) OAP部分

Fig. 2. Optical path schematics for wavefront measurement. (a) Amplification part; (b) OAP measurement

图 3. 激光系统各节点波前演变示意图

Fig. 3. Evolution of wavefront at nodes of laser system

图 4. 相位分布图。(a) 220 mm钛宝石放大器的相位测试图;(b) 115~180 mm扩束后相位分布;(c)一通后相位分布;(d)二通后相位分布;(e)三通后相位分布

Fig. 4. Phase distributions. (a) Phase test pattern of 220 mm Ti∶sapphire amplifier; (b) phase distribution after 115-180 mm expansion; (c) phase distribution after one pass; (d) phase distribution after two pass; (e) phase distribution after three pass

图 5. 相位分布图对比。(a)调松压条前;(b)调松压条后

Fig. 5. Comparison of phase distributions. (a) Before adjusting strip; (b) after adjusting strip

表 1各节点泽尼克系数测量值

Table1. Zernike coefficient measurements at each node

表 2220 mm钛宝石放大器各节点的波前测量值

Table2. Wavefront measurements at each node for 220 mm Ti∶sapphire amplifier

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图 1. SULF系统装置简图

Fig. 1. Schematic of SULF system

图 2. 波前测量光路示意图。(a)放大部分;(b) OAP部分

Fig. 2. Optical path schematics for wavefront measurement. (a) Amplification part; (b) OAP measurement

图 3. 激光系统各节点波前演变示意图

Fig. 3. Evolution of wavefront at nodes of laser system

图 4. 相位分布图。(a) 220 mm钛宝石放大器的相位测试图;(b) 115~180 mm扩束后相位分布;(c)一通后相位分布;(d)二通后相位分布;(e)三通后相位分布

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图 5. 相位分布图对比。(a)调松压条前;(b)调松压条后

Fig. 5. Comparison of phase distributions. (a) Before adjusting strip; (b) after adjusting strip

表 1各节点泽尼克系数测量值

Table1. Zernike coefficient measurements at each node

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