Author Affiliations
Abstract
1 School of Optoelectronic Science and Engineering, Soochow University, Suzhou 215006, China
2 Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China
3 Key Laboratory of Advanced Optical Manufacturing Technologies of Jiangsu Province and Key Laboratory of Modern Optical Technologies of Ministry of Education, Suzhou 215006, China
FM-to-AM conversion for angular filtering based on transmitted volume Bragg gratings (TBGs) is discussed. Simulation results show that a narrower spectral selectivity of TBGs led to stronger FM-to-AM conversion. Good angular selectivity and a wide bandwidth for the TBGs can be obtained by controlling the grating period and thickness. FM-to-AM conversion can be effectively suppressed and the distortion criterion for the filtered beam reduces to less than 5%. FM-to-AM conversion of TBGs is demonstrated in the ‘Shenguang’ facility, and the results are in good agreement with the simulation.
FM-to-AM conversion spectral selectivity volume Bragg grating High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(2): 02000e34
1 上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理联合实验室 上海 201800
采用单偏振光纤远程传输待测光, 结合上升沿与顶端波形分离处理的时域恢复算法, 提出一种远程精确测量激光时间功率曲线的方法, 并对高功率激光驱动器前端系统中1 053 nm脉冲光的时间功率曲线进行了远程测量实验.结果表明, 该方法有效避免了幅频调制对激光脉冲时间功率曲线测量的影响, 获得了高保真的远程传输时间波形, 引入的误差在每1 ns范围内小于0.8%, 可用于高功率激光系统的时间功率曲线远程集中测量.
光纤光学 非线性光学 信号处理 单偏振光纤 时间功率曲线 色散 幅频调制 Fiber optics Nonlinear optics Signal processing Single polarization fiber Temporal power profiles Dispersion FM-to-AM modulation
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院北京研究生部, 北京 100088
采用相位调制技术产生的具有一定光谱分布的相位调制脉冲可以有效抑制高功率激光驱动器中大口径光学元件的横向受激布里渊散射和满足光束匀滑需求, 但该脉冲在装置各系统传输放大过程中, 由于光谱畸变会引起幅频调制(FM-to-AM)效应, 这种效应严重影响了激光装置的输出性能及实验效果。介绍了相位调制脉冲产生原理、引起FM-to-AM效应的根本原因及因素, 综述了目前美国的国家点火装置、法国的兆焦耳装置以及我国的神光-Ⅲ主机装置在FM-to-AM效应抑制技术方面取得的重要进展。
激光光学 惯性约束聚变 激光驱动器 前端系统 FM-to-AM效应 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 020005
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在菲涅耳数的基础上重新定义了衍射特征量, 并将其定义扩展至聚焦或发散光路, 定义了一个光学系统中各光学元件衍射特征量的符号。通过全新的定义和扩展, 研究了波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。以神光-Ⅲ主机主放大级为例, 研究了元件波前畸变对近场调制度的影响以及正弦调频光谱色散平滑光束衍射传输引入的幅频调制的大小。衍射特征量与能流分布F相结合, 可以作为评价高功率激光装置线性传输效应的一项受限指标, 指导高功率激光装置的设计。
衍射 菲涅耳数 线性传输 光谱色散匀滑 幅频效应 diffraction Fresnel number linear propagation smoothing by spectral dispersion FM-to-AM effect 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081019
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
在高功率激光驱动器中，调频到调幅（FM-to-AM）效应是制约聚变点火的一个关键物理量，因而需要定性分析和定量评估。基于晶体的可接受带宽，从光谱畸变和瞬时频率两个角度研究了频率转换过程中FM-to-AM效应的物理机制。利用瞬时频率定性分析了相位调制和强度调制之间的相关性，得到了晶体最佳匹配角度情况下三倍频强度调制频率的变化规律。根据推导出的表征调制度的解析模型，定量分析了三倍频输出强度调制特性，量化了输入带宽和功率密度对调制度的影响，通过数值模拟验证了该模型的可靠性。所得结果为抑制三倍频过程中FM-to-AM引起的强度调制提供了理论指导。
非线性光学 频率转换 调频到调幅 强度调制 调制度
1 长沙学院电子与通信工程系， 湖南 长沙 410003
2 湖南大学信息科学与工程学院， 湖南 长沙 410012
3 湖南安全技术职业学院电气与信息工程系， 湖南 长沙 410151
从时域的耦合波方程出发，数值研究了宽带钕玻璃激光谐波转换装置中输出三倍频脉冲的幅度调制效应，提出在三倍频的和频过程中加入一束窄带脉冲来抑制输出脉冲的幅度调制效应。研究结果表明，窄带脉冲的引入可大大减缓群速度失配对相位匹配带宽的限制，从而可以很好地抑制三倍频脉冲的幅度调制效应；对于目前所需要的带宽为1 THz的紫外脉冲，传统三倍频基本装置中的幅度调制深度为180%，采用上述方案后，三倍频脉冲的幅度调制深度降低到20%。
非线性光学 幅度调制效应 宽带窄带激光混频 钕玻璃激光 中国激光
2012, 39(12): 1202009
中国工程物理研究院激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
通过理论推导建立了频率转换过程中强度调制形成的物理模型，认为基频光的强度和相位扰动都将导致三倍频光强度的调制。采用数值模拟方法定量研究了频率转换过程中强度调制的演化规律，研究结果表明通过优化倍频晶体失谐角可以降低基频光强度扰动对三倍频强度调制的影响，而增加频率转换器的接受带宽则可以抑制基频光相位扰动的影响。此外，由于三倍频效率最优和时间调制度最小时对应的混频晶体失谐角略有差别，在优化设计时应综合考虑两个因素的影响。
非线性光学 频率转换 强度调制 正弦调频脉冲 FM-to-AM效应
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
经过正弦相位调制产生的宽带光脉冲在传输放大过程中, 由于光谱成分改变, 会产生调频到调幅(FM-to-AM)的转变, 造成脉冲时域上的强度调制。由于光谱带宽较小(约0.3 nm), 其细微结构难以精确测量。为了控制这种效应, 提出了一种通过波形测量来引导光谱整形的补偿方法。通过测量传输前后的时间波形, 采用G-S迭代解算出整形光谱分布, 利用液晶空间光调制器进行光谱整形, 补偿FM-to-AM效应。通过数值模拟, 对方法的细节进行了改进, 提出了测量仪器的指标要求。结果表明, 在一定传输条件下, 该方法能够有效控制FM-to-AM效应, 解决时域强度调制问题。
激光技术 调频到调幅 光谱整形 波形测量 G-S迭代
