调焦是高能激光系统中发射聚焦装置的关键一环。调焦机构对系统的瞄准和打击精度有着重要作用。为了解调焦机构的研究现状和发展趋势，首先对国外各类研究成熟的调焦机构进行了介绍，并分析了其调焦控制的原理以及针对各类技术问题所提出的解决方案。对于国内研究情况，则着重介绍了凸轮、丝杠、蜗轮蜗杆和直接驱动四种形式的调焦机构。然后分析了其控制调焦的基本原理，并介绍了应用于不同系统的调焦机构的设计特点。通过分析各类型调焦机构的设计及控制，总结和对比了它们的优点与不足，提出了适用于高能激光系统的调焦机构设计思路及研究方向，为高能激光系统调焦机构研究打下了技术基础。
调焦机构 凸轮结构 丝杠结构 蜗轮蜗杆 直线电机 focusing mechanism cam structure screw structure worm gear linear motor0
1 西南技术物理研究所, 四川 成都 610041
2 清华大学精密仪器系, 北京 100084
提出一种改进的Gerchberg-Saxton(G-S)算法,实现了基于环形光束的衍射光学元件的精确设计。所提算法可以确保输出平面上有小的采样间隔,起到了抑制散斑的作用;与未采用散斑抑制的常规的改进G-S算法相比,所提算法得到了更高性能的均匀光斑;仿真结果和实验结果一致。
衍射 二元光学 Gerchberg-Saxton算法 消除散斑 光束整形 衍射光学元件
1 电子科技大学 光电信息学院, 成都 610064
2 西南技术物理研究所, 成都 610041
采用守恒元求解元方法，对描述激光支持爆轰波等离子体流场演化的二维轴对称流体动力学控制方程组进行了数值模拟计算，给出了不同时刻点的等离子体压强、密度、温度、速度及对激光吸收系数的空间分布，比较了初始密度不同的情况下等离子体演化的不同特点。计算结果表明，等离子体初始密度较大时，等离子体对激光的吸收系数较大，为了增强激光能量与靶面的耦合，应合理控制靶面等离子体密度、激光脉宽及脉冲间隔。
激光支持爆轰波 控制方程 数值模拟 时空守恒元求解元方法 laser-supported detonation wave conservation equations numerical simulation space-time conservation element and solution eleme 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2501
提出了快速傅里叶变换(FFT)计算短波长激光通过短焦距聚焦系统的传输特性的方法。快速傅里叶变换方法计算聚焦光束光场分布时，如果遇到短波长激光通过短焦距聚焦系统，会出现相位随机跃变、波函数失真和采样率不够的问题。采用坐标扩展变换，突破了快速傅里叶变换计算过程中输入屏和衍射屏空间尺度必须相同、抽样格点必须等间隔的限制，使上述问题得到解决，可以得到更加详细的聚焦光束光场分布。同时，采用分两步计算的思想，避免了计算焦平面附近光场时，坐标空间的几何扩展与光束衍射极限的矛盾。
激光光学 快速傅里叶变换 激光束聚焦 聚焦光束光场分布 坐标变换
提出将束转动90°环形非稳腔应用于片状陶瓷YAG激光器的设计。该设计采用两个薄片状YAG增益介质垂直放置形成屋脊镜，与另一屋脊镜共同构成光束旋转系统。采用快速傅里叶变换方法，计算了该腔的空腔模式分布。分析了该腔对抽运不均匀影响光束质量进行补偿的机理。并以片状增益介质侧面抽运不均匀为模型，计算比较了束转动90°环形非稳腔与常规腔的光场分布。说明束转动90°环形非稳腔应用于固体激光器，对抽运技术引起的不均匀增益平均化，改善了光束质量。为束转动90°环形非稳腔在固体激光器的应用提供依据。
激光器 束转动90°环形非稳腔 增益均匀补偿 片状陶瓷YAG激光器
为了将虚共焦非稳腔输出光束质量高和角锥棱镜谐振腔具有免调试的优点结合到一起，提出了用球面角锥棱镜构成虚共焦非稳腔的方案。利用已有虚共焦非稳腔钕玻璃激光器，设计加工了一球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器。模拟计算了两谐振腔输出光束的模式分布，然后对两钕玻璃激光器进行了实验对比研究。结果表明:实验得到的模式分布与模拟计算结果相吻合，球面角锥棱镜非稳腔钕玻璃激光器与虚共焦非稳腔钕玻璃激光器分别获得了最大2 176.9 J和2 340.6 J的能量输出，二者的电光效率与束散基本相同，分别为4.3%,0.30 mrad和4.6%,0.26 mrad。
激光技术 球面角锥棱镜 非稳腔 激光模式 laser techniques sphere corner cube prism unstable cavity laser mode
