在高功率准分子激光系统中, 一般采用光学角多路技术来获得高能量窄脉冲输出。文中介绍了角多路技术原理, 提出了一种采用矩形阵列和空间层叠光路结构的连续分振幅两次编码方式, 并针对该实验室的XeCl高功率准分子激光系统进行了具体的编码光路设计, 给出了设计实例。该方法具有编码结构紧凑, 编码精度高, 与光路准直、激光参数测量系统等兼容性好, 便于加工制作和安装调节等优点, 目前已在系统中应用, 效果良好。

在高功率准分子系统中，为实现窄脉宽激光放大和满足辐照均匀性的要求，采用了光学角多路技术，系统光束数量多、传输环节多，具有很高的光学复杂性。为保证系统高效稳定运行，需要实时监测和评价各个环节的工作状态，即对“平台”中每一放大级和众多光束的激光参数进行在线诊断和测量。为此，针对高功率准分子激光系统的特点，提出了一种分时测量技术，并进行了原理性实验研究。该技术可采用一套测试元件实现多路激光能量和波形参数的在线测量，优点是不仅可以提高测试效率，可降低测试系统的复杂度和造价，而且可避免由不同测量元件带来的系统误差。

为了实现激光在放大器多程放大及靶面高指向精度，介绍了高效准分子激光系统多路光束自动准直技术的研究工作。提出利用双叉丝阵列像传递光路，分别在输入光路和输出光路上设置叉丝阵列作为近远场基准，解决了光路中无天然准直基准及多路并行准直等问题。搭建了预放大器II的三路双程激光自动准直系统，验证了该方法的可行性，并利用成像系统和反馈控制结构实现了自动准直系统的联调实验。

利用雪崩晶体管作为高速开关器件、根据并联充电、串联放电原理设计了一种串并联相结合的MARX电路，以该电路为基础设计了一种低抖动高压脉冲驱动源，并将其应用于紫外激光脉冲的电光开关削波系统。通过同步调节器调节高压驱动脉冲和激光电光系统的时间匹配度，获得了驱动电脉冲与电光开关耦合的最佳工作状态；对匹配过程中的电光开关工作状态以及激光脉冲压缩过程进行了分析和研究，当高压驱动电脉冲幅度为2 690 V，脉宽为7.9 ns时，可以将脉宽为7.1 ns的紫外激光脉冲压缩至2.1 ns，KDP晶体的透光率达到了92.2%，电光开关的效率达到了31.7％。

在高功率准分子激光系统建设中,希望能获得较短的脉冲宽度和尽量多的激光能量.实验研究了不同注入水平下,脉冲时间间隔对脉冲链放大波形和放大器提取效率的影响;基于四能级速率方程和准分子反应动力学建立了准分子激光放大模型,计算了多种注入方式下种子光的放大过程,对关键参数给出了量化描述,得到与实验相符的计算结果.研究结果显示:脉冲序列间隔为9.3 ns时,可获得约95%的连续注入情形下放大能量;对该准分子激光系统来讲,9.3 ns是比较合适的脉冲间隔.

根据角多路技术原理,提出了一种矩形阵列空间层叠形式的解码光路结构和先分组解码再组内解码的两步解码方式,并针对本实验室的高功率准分子激光系统给出了具体的解码光路设计实例.该方法具有解码精度高,设计误差小,与光路准直、激光参数测量系统等兼容性好,便于加工制作和安装调试等优点.

研究了基于准直光束成像的准分子激光主振荡功率放大(MOPA)系统的多路光束自动准直，实现了激光在放大器中的多程放大及高的靶面指向精度。采用352 nm He-Cd激光作为准直光源，提出了多光束感光屏同步接收与可见光CCD荧光成像相结合的复合图像采集技术，解决了自动准直系统多路激光的近场、远场图像获取问题。利用图像区域分割处理方法编制了准直信息处理软件，实现了对多光束的自动准直闭环反馈控制。最后，结合准分子激光MOPA系统中的预放大器光学设计进行了自动准直验证实验。结果表明: 准直成像光强可调谐倍数为300，成像系统在放大器窗口处固有误差占放大器口径比例小于设计值1.08%，3路激光的自动准直时间为40 s，完全满足放大器的几何填充和能量提取要求。

在直接驱动激光聚变中，变焦辐照可使得激光焦斑随聚变靶丸缩小，可增大激光与靶的能量耦合效率。基于像传递技术并利用电光削波开关中的检偏棱镜同时实现光脉冲的分束与波形分割，这种方式可充分利用脉冲激光能量，可有多种光束分割形式，并具备脉冲整形的能力。在实验室实现了XeCl准分子激光3台阶变焦辐照，以条纹相机记录了焦斑变化过程。实验结果表明，电光削波开关中电光晶体驱动电压的前沿陡度直接影响到变焦台阶之间的边界陡度。