1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 国科大杭州高等研究院，浙江 杭州 310024
4 俄罗斯科学院光纤研究中心，莫斯科 119333，俄罗斯
中国激光
2023, 50(15): 1516001
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
A novel four light ray path test method for measuring residual reflectance has been presented. Residual reflectance spatial distribution at a cladding interface was measured using the technique. Residual reflectance could be on the order of 10?5 by matching the refractive index of Nd:glass, polymer, and cladding glass and eliminating defects in the adhesive layer. Residual reflection spatial distribution appears to be similar to Newton rings due to the edge surface flatness. The relationship between the residual reflectance and the edge surface flatness was discussed, and the results revealed that the edge surface flatness is very important during the cladding process.
residual reflectance edge cladding Nd:glass amplifier Chinese Optics Letters
2020, 18(9): 091402
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京100049
采用电子探针显微分析(EPMA)技术分析和研究了强激光辐照前后连续熔炼钕玻璃中铂金颗粒的各种形态。强激光辐照后的铂金颗粒夹杂物呈现出3种典型的EPMA形貌,这是铂金颗粒吸收激光能量引起的热应力和蒸气压共同作用的结果,钕玻璃的热力学性质对其形态也有一定影响。对比锆和锡夹杂物的EPMA分布特性可以发现铂、锆、锡被共同包裹的现象。
材料 钕玻璃 铂金颗粒夹杂物 电子探针显微分析 强激光辐照检测
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院 上海光学精密机械研究所 高功率激光单元技术研发中心, 上海 201815
3 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
4 中国科学院 上海光学精密机械研究所 高密度光存储技术实验室, 上海 201800
比较了国内外高功率激光钕玻璃的主要性质及发展状态, 重点分析了中国科学院上海光学精密机械研究所近年来研制的大口径N41型激光钕玻璃的物理性能及其在400 mm口径片状放大器系统中的增益特性。利用优化片状放大器技术方案, 测定了N41钕玻璃与N31~42钕玻璃的小信号净增益系数和大口径增益均匀性。实验显示, 在相同测试条件下, N41型钕玻璃的某些关键性能参数优于N31型钕玻璃; 在相同抽运条件下, N41钕玻璃和N31钕玻璃的平均小信号净增益系数分别达到5.3%和5.16%, 远优于神光-Ⅲ主机N31~35钕玻璃的在线测试结果; 385 mm口径内N41钕玻璃增益均匀性为1.085∶1, N41钕玻璃的包边性能满足装置使用要求。结果表明: 新型N41钕玻璃的增益性能较N31钕玻璃有了显著提升, 在放大器结构优化的条件下, 可满足下一代ICF激光驱动系统的需求。
激光聚变 激光材料 N41钕玻璃 增益性能 小信号增益系数 laser fusion laser material N41 Nd:glass gain characteristic small-signal net-gain parameter 光学 精密工程
2016, 24(12): 2925
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海 201815
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
4 中国科学院上海光学精密机械研究所高密度光存储技术实验室, 上海 201800
在惯性约束聚变(ICF)激光驱动器中，片状放大器系统为装置提供超过99%的能量，是装置最重要的系统之一。大口径高通量验证实验平台(ITB)装置是我国为开展ICF研究而研制的激光装置，单束输出能量达到19.6 kJ(脉宽5 ns，中心波长1053 nm)。介绍了大口径N31 钕玻璃片在ITB 装置400 mm 单口径片状放大器系统中应用的增益特性。实验结果表明，采用尺寸为810 mm×460 mm×40 mm、Nd3+离子浓度为3.5×1020 cm-3的N31钕玻璃片，结合装置片状放大器系统放电回路参数与抽运腔结构参数优化，输出小信号增益系数达到5.28%/cm，增益损耗比为15∶1；360 mm 激光光束口径范围内增益均匀性(最大值/平均值)达到1.063∶1。
材料 钕玻璃 片状放大器 400 mm 口径 增益特性
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术研发中心, 上海 201815
3 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
4 中国科学院上海光学精密机械研究所高密度光存储技术实验室, 上海 201800
大口径高通量验证实验平台(以下简称ITB 装置)是我国为开展惯性约束聚变(ICF)研究而研制的激光装置，单束输出能量达到了19.6 kJ(基频发射波长为1053 nm，脉宽为5 ns)。对大口径N31钕玻璃片在ITB 装置400 mm×400mm 单口径片状放大器系统上应用的热特性进行了实验研究，结果表明：在增益系数为5.28% cm-1高增益情况下，整个激光链路热致动态波前畸变峰谷值dPV 约为5.3 λ，处于变形镜校正范围之内；结合合理设计冷却方案，剩余波前畸变恢复时间约为2.5 h，满足了系统运行发次间隔为4 h的设计要求。
光学器件 钕玻璃 片状放大器 400 mm×400 mm 口径 热效应
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We report an Er3+-doped fluorogallate glass with good thermal and chemical stability. The low maximum phonon energy and high mid-infrared (IR) transmittance of the glass are confirmed by Raman and IR spectra, respectively. Based on Judd–Ofelt theory, intensity parameters and radiative properties are determined from the absorption and emission spectra. The proposed glass possesses a large fluorescence branching ratio β (21.71%) and a maximum stimulated emission cross-section σem of Er3+:I11/24→I13/24 transition at 2.71 μm (1.04×10 20 cm2). The results indicate that it can be potentially applied in high-power 2.7 μm fiber lasers.
160.4760 Optical properties 160.0160 Materials 160.5690 Rare-earth-doped materials 260.3800 Luminescence 160.2290 Fiber materials 140.3500 Lasers, erbium Chinese Optics Letters
2015, 13(8): 081602
中国科学院上海光学精密机械研究所激光玻璃研发中心, 上海 201800
报道了磷酸盐激光钕玻璃的连续熔炼线，以及采用连续熔炼工艺获得的400 mm 口径N31 钕玻璃的主要性能。连熔所制备的N31-35 钕玻璃的掺杂离子浓度为3.47(±0.02)×1020 cm-3；1053 nm 处的折射率为1.5336±0.0005；400 nm 处的吸收系数平均值为0.098 cm-1；1053 nm 处的激光波长损耗为0.13~0.15% cm-1；3000 cm-1 处的吸收系数平均值为0.83 cm-1。400 mm 口径连熔N31 钕玻璃的透射波前畸变在633 nm 处小于λ/3 波长。采用1053 nm、脉冲为3 ns激光作用下连熔钕玻璃的体破坏阈值大于40 J/cm2。结果表明，在N31 钕玻璃的连续熔炼工艺中，除铂金和除水都取得了很好的效果。
光学制造 激光钕玻璃 连续熔炼工艺 损耗 增益系数
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
为减少放大自发辐射和抑制寄生震荡，需在激光钕玻璃片侧面粘接一层吸收介质包边玻璃，其中，包边残余应力是粘接的一个重要参数。详细描述了激光钕玻璃与包边玻璃在包边粘接过程中粘接界面附近残余应力的来源，实验讨论分析了精密退火、加工、包边粘接等对界面附近残余应力的影响。结果表明，退火过程中的边缘应力对粘接界面附近残余应力影响比较大，且包边面加工面型匹配越差，则界面附近残余应力越大，而低收缩率和低模量的粘接胶对界面附近的残余应力影响较小。
激光技术 激光钕玻璃 包边 残余应力 应力双折射
中国科学院 上海光学精密机械研究所， 上海 201800
在概述国内外高功率激光钕玻璃的发展及其主要性质的基础上，重点论述了上海光学精密机械研究所在大口径N31高功率激光钕玻璃半连续熔炼工艺、连续熔炼工艺、包边工艺等方面的研究进展。报道了半连续熔炼工艺制备的不同Nd2O3浓度N31钕玻璃的光吸收损耗和荧光寿命及小信号增益系数，并给出了这些钕玻璃坯片小信号增益系数的波动范围。通过对半连续熔炼和连续熔炼工艺制备的N31激光钕玻璃主要性能的比较，证明连续熔炼工艺制备的N31钕玻璃的主要性能指标与半连续熔炼的性能相当。对于400 mm大口径N31钕玻璃坯片的包边进行了模拟考核，结果表明,采用现有包边工艺的钕玻璃可以承受1 000次高功率氙灯辐射。
高功率激光 钕玻璃 大口径 惯性约束聚变 high power laser neodymium laser glass large aperture inertial confinement fusion 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2560
