强激光与粒子束
2020, 32(5): 052002
1 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
2 中国工程物理研究院激光聚变中心, 四川 绵阳 621900
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。
激光光学 准分子激光 角多路技术 编码 laser optics excimer laser angular multiplexing technique encoding 红外与激光工程
2016, 45(6): 0606001
1 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
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。
激光器 高功率激光 准分子 角多路技术 参数测量 中国激光
2015, 42(10): 1002005
1 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
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.
准分子激光 角多路 脉冲链 能量提取 excimer laser angular multiplexing pulse chain energy extraction 强激光与粒子束
2015, 27(8): 081005
1 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
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.
激光光学 准分子激光 角多路技术 解码 laser optics excimer laser angular multiplexing technique decoding 强激光与粒子束
2015, 27(8): 081004
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
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。
激光光学 变焦辐照 电光削波开关 普克尔盒 XeCl准分子激光 像传递
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
在高功率准分子激光系统中，由于介质的高增益和非存储特性，自发辐射放大(ASE)成为影响系统输出对比度的关键因素。在角多路主振荡功率放大器(MOPA)激光放大链中，为抑制ASE，采用了电光开关和增益控制相结合的方式，在第一放大级后置入了电光削波开关，并利用检偏器另一偏振分量作为控制光束，对下一放大级进行增益控制。构建了光路，进行了原理性实验研究，并在第二预放大级中获得了403001的信号对比度。采用该方法的优点是在主光路中引起的能量损耗小, 且降低了对破坏阈值的要求。电光开关和增益控制相结合共同实现了前两级预放大器的ASE抑制。
高功率激光 准分子 自发辐射放大 电光开关 增益控制
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
靶面焦斑合束数值模拟研究可为准分子激光角多路系统建设提供重要参考。首先介绍了靶面激光焦斑合束的计算方法，进而基于单束激光焦斑形态和光束指向稳定性开展了18束准分子激光靶面合束计算，给出了合束焦斑的形态及评价参数。最后，基于准等熵压缩实验的要求，研究了不同系统成像质量对激光指向稳定性的要求。研究表明：多束激光焦斑合束有利于提高焦斑均匀性；高系统成像质量需要较高的光束指向稳定性来保证合束焦斑的均匀性，否则高系统成像质量的优势得不到体现；系统成像质量较差时，光束指向稳定性处于一定范围内即可，更高的激光指向稳定性对焦斑的均匀性改善不显著。
激光光学 激光技术 光束平滑 数值计算 不均匀性 正态分布 准分子激光
西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室, 陕西 西安 710024
在充分调研大型激光系统多种光束平滑技术基础上，针对高功率准分子激光系统波长短、宽频带等特点，选用了无阶梯诱导空间非相干(EFISI)技术来实现角多路高功率准分子激光系统的平滑化。利用前端部分相干散射源和严格的像传递光路，开展了光束经预放大器1三程放大和预放大器2双程放大实验，研究了光束动态均匀性。实验结果表明，基于EFISI技术的平滑方法较好地保持了散射源的光束均匀性，经预放大器1放大后不均匀性为2.04%，经预放大器2放大后不均匀性为1.96%，能够满足高功率XeCl准分子激光角多路系统建设需求。
激光光学 准分子激光 角多路系统 光束平滑 无阶梯诱导空间非相干 像传递
西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 西安 710024
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。
激光光学 电光开关 自发辐射 准分子激光 对比度 laser optics electro-optical switch spontaneous emission excimer laser contrast ratio
