采用电光开关产生短脉冲的技术, 建立了一种抑制准分子激光放大链自发辐射放大(ASE)的方法, 研制了高对比度紫外电光削波开关, 并进行了原理性实验, 将其应用于准分子单路主振荡功率放大系统第一级预放大器的ASE控制。实验中电光开关对比度达到了2000多, 削波后的预放大器输出激光脉冲信号对比度提高至20 000多, 有利于激光信号后续进一步高保真放大, 为系统获得窄脉冲输出提供了技术支持。

高功率准分子激光系统中的放大自发辐射(ASE)会引起主脉冲信号对比度下降，从而导致放大过程中激光脉冲信号对比度下降以及波形展宽和畸变，影响精密物理实验的开展。基于电光开关产生短脉冲的原理，对紫外波段电光开关进行了研究，建立了一种抑制准分子激光放大链ASE的方法。在对主振荡功率放大(MOPA)系统第一级预放大器的削波实验中，单电光开关和双电光开关消光比分别达到了103和104量级，削波后的激光脉冲信号对比度由原来的几十倍分别提高到105和106量级。在单路MOPA系统放大实验中，采用级联双电光开关进行了系统的ASE控制，并最终在靶面获得了良好的窄脉宽放大激光脉冲，为高功率准分子激光系统中波形放大问题提供了一个有效的解决方案。

对于高功率准分子激光，光学角多路和诱导空间非相干(EFISI)光束平滑是高功率准分子激光压缩脉宽、提高功率密度和实现靶面均匀辐照的有效途径，其应用涉及前端至靶前的各个环节，主要体现为平滑化窄脉冲激光的传输放大问题。首先介绍了基于散射法开展的部分相干源前端技术及脉冲整形的初步研究结果，利用直接法和反射率耦合方法，研究了5台激光放大器增益特性。然后，讨论了窄脉宽激光放大时的自发辐射放大(ASE)控制技术，最后，介绍了窄脉冲激光放大实验系统。实验获得了预期的实验结果，输出能量为5～6 J，激光脉宽约10 ns，聚焦光斑约Φ300 μm。单路系统实验结果表明，系统放大链和光学设计合理，基本满足角多路MOPA系统的技术验证要求，为系统工程设计奠定基础。

为得到物面光强分布均匀、能量尽量大的部分相干XeCl准分子激光前端种子光，采用放大自发辐射(ASE)法和散射法开展了前端平滑实验研究。首先，基于一台窄脉冲XeCl准分子激光器，研究了种子光的物面光斑均匀性、能量和发散角随光束口径及物面位置的变化规律。然后，分析了影响种子光参数的因素。最后，进行了验证实验。实验结果显示：ASE法种子光物面光斑不均匀性最小为2.01％，能量为微焦量级，但发散角在水平和竖直方向有较大差别；散射法种子光物面光斑不均匀性最小为1.54％，能量为百纳焦量级，发散角为5.5 mrad，衍射极限倍数处于14~37可调。前端泵浦腔尺寸和入射激光能量、散射板上光斑大小、收集透镜焦距分别是影响两种种子光参数的重要因素。经初级放大器放大后，光束物面光斑不均匀性为2.04％，能量达到8.0 mJ，满足高功率XeCl准分子激光角多路系统建设需求。

光学支撑镜架结构稳定性是影响光束定位精度的重要因素。基于光学法进行了镜架结构稳定性测量技术研究, 编写了光学稳定性测试软件,开展了对不同透镜和反射镜镜架结构稳定性测量。实验得到了镜架调节及调节后长时间的漂移量及漂移规律, 比较了不同种类和不同调节量情况下镜架的稳定性。实验建立的稳定性测试系统测量精度达到3.13 μm, 且使用方便, 为光学镜架稳定性提供了快速的检测手段, 并为高功率准分子激光系统镜架选型提供重要参考。

对于准分子激光角多路主振荡功率放大器(MOPA)系统, 脉冲串能量提取对确定光束路数、降低系统复杂性具有实际意义, 然而脉冲串放大实验对光路准直有着严格的要求。根据近场调节平移、远场调节角移的原理进行了光路自动准直设计, 编写了闭环控制软件, 利用He-Ne光进行了原理性实验, 获得了平移21 μm, 角移1.3″的调节精度, 并将此系统应用于双脉冲串放大实验的光路准直, 效果良好。

介绍了平台式和斜坡式两种结构的表面放电辐射源,研究了在1.0 μF和1.5 μF储能电容、15～30 kV充电电压等实验条件下两种辐射源的放电特性,并对实验结果进行了比较分析.得到如下结论:对于斜坡式辐射源,增加电极间距可导致放电回路面积增大,因此等效电阻和等效电感也将增加;在相同电压及电容值条件下,斜坡式辐射源的放电电流、平均沉积功率均小于平台式辐射源的相应值,但放电沉积效率略大;电压升高使放电周期、电流达到峰值时间及放电沉积效率呈减小趋势,对于同一种辐射源,使用1.5 μF电容时放电回路参数更加匹配,放电沉积效率得到提高.

高功率主振荡功率放大(MOPA)激光系统的光束质量取决于前端种子光的性能,而高质量种子光的获取取决于前端光学设计和有效的准直方法;XeCl属于高增益介质,为有效抑制预放大器的放大自发辐射(ASE),要求前端提供较高的能量。描述了一种“一体化自放大”前端,振荡器主体为一台放电抽运XeCl准分子激光器,光栅自准直腔用于产生窄线宽、近衍射极限激光输出,利用该振荡器再进行双程放大形成最终的前端输出。自准直谐振腔是调试准直的关键环节,引入辅助准直光源和辅助谐振腔,得到了预定级次的激光振荡输出,并给出了调试中不同位置输出激光的能量及光强分布。实验获得了8 mJ的主振荡器激光能量输出,经过双程放大和望远镜扩束后输出激光能量达60 mJ,线宽为0.6 cm-1,光束发散角接近衍射极限,满足了后续放大需要。