红外与激光工程
2023, 52(4): 20220790
光子学报
2021, 50(10): 1006001
南京邮电大学电子与光学工程学院微流控光学技术研究中心, 江苏 南京 210023
为了校正由活塞、倾斜和离焦而引起的波前误差,设计一种基于介电润湿效应的三液体透镜阵列。根据介电润湿的理论,构建介电润湿三液体透镜阵列模型,仿真模拟液体界面的面型随着电压的变化过程,并分析三液体透镜阵列对活塞误差、离焦误差和倾斜误差的波前补偿能力。仿真结果表明,三液体透镜阵列可以实现对不同类型波前误差的校正和补偿,峰谷值由补偿前的1.838λ减小到补偿后的0.285λ,方均根值由补偿前的0.424λ减小到补偿后的0.053λ,斯特列尔比由补偿前的0.161提高到补偿后的0.917。相关研究结果表明,三液体透镜阵列在无机械波前校正的领域中有着广阔的应用前景。
光学设计 三液体透镜 介电润湿 波前补偿 斯特列尔比值 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 212202
Author Affiliations
Abstract
1 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
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
The prompt pump-induced wavefront characteristic of high power laser facility is undertaken to address an important aspect of the wavefront control system for the high power laser facility. Based on the ShenGuang Ⅱ four-pass amplification high power laser facility (SG-Ⅱ-FAF), numerical simulation is conducted on the prompt pump-induced wavefront distortion through ANSYS and Matlab. In order to obtain the space-time characteristics and variation features, the Hartmann wavefront analyzer is employed to conduct experiments on prompt pump-induced wavefront distortion and thermal wavefront recovery aberration after xenon lamp pumping. The numerical simulation results agree well with experimental results. The prompt pump-induced wavefront distortion of single-slab-amplifier is about 0.12λ (wavelength λ=1053 nm) of peak-to-valley (PV), and the whole optical wavefront of the SG-Ⅱ-FAF is about 5λ of PV with different laser beams, whose shape looks like a “saddle”. Simulations and experiments provide important data for the wavefront control system of SG-Ⅱ-FAF, emission laser passing through the space filters sucessfully and pumping uniformity of slab Ndglass amplifier. As a result, the far-field focus spot energy concentration of the laser beam is improved, meanwhile the success rate and the working efficiency of the SG-Ⅱ-FAF operational experiment are increased.
激光光学 动态波前 激光驱动器 四程放大 波前补偿 热恢复过程 laser optics prompt pump-induced wavefront laser facility four-pass amplification wavefront compensation thermal recovery wavefront Collection Of theses on high power laser and plasma physics
2014, 12(1): 0702005
1 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
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所, 上海 201800
高功率激光驱动器动态波前特征及其规律是激光驱动器光束波前质量控制关键研究内容之一。以神光Ⅱ四程放大高功率激光驱动器为研究平台,使用ANSYS和Matlab对激光驱动器瞬时动态波前进行了模拟计算,并利用哈特曼波前分析仪对驱动器氙灯抽运引入的瞬时动态像差和热恢复像差进行了实验研究,得到其时空特性和变化规律。理论模拟和实验结果具有一致性,单片片状放大器动态像差峰谷(PV)值约为0.12λ (波长λ=1053 nm),驱动器总体瞬时动态像差PV值约为5λ ,呈“瓦片”形态。模拟计算和实验分析为神光Ⅱ四程放大高功率激光驱动器光束波前质量控制、激光发射顺利通过空间滤波器和片状放大器抽运均匀性优化等提供了重要的参考数据,提升了输出光束远场焦斑能量集中度,提高了驱动器激光发射的成功率和运行效率。
激光光学 动态波前 激光驱动器 四程放大 波前补偿 热恢复过程
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
在相同的抽运功率下,激光器工作在高阶模式时比基模高斯工作时有更高的功率输出,将其用于相干合成有望得到更高的功率输出。由于高阶高斯光束内部存在0-π相位差,使得其光束质量较差,相干合成激光亮度也因而受限。提出基于波前补偿的高阶高斯光束相干合成方案,利用光束净化将高阶高斯光束内部0-π相位进行补偿,然后将补偿后的光束用于相干合成。给出了优化式自适应光学光束净化补偿高阶高斯光束内部波前的仿真和实验结果,数值模拟了厄米高斯光束波前补偿前后相干合成的效果。结果表明,波前补偿后相干合成的1倍衍射极限内的桶中功率较波前补偿前相干合成桶中功率提高1个量级甚至2~3个量级。
激光光学 高阶高斯光束 波前补偿 光束净化 相干合成
中国工程物理研究院激光聚变中心, 四川 绵阳 621900
基于神光-Ⅲ原型装置上自适应光学系统应用获得的理论和实验结果, 研究了其中的主要科学技术问题, 提出了相应的解决方法, 通过实验验证了其有效性。为满足未来大型高功率固体激光驱动器的波前补偿要求, 理论上研究了自适应光学系统与连续相位板(PP)相结合的补偿方案。采用数值模拟的方法研究了“大口径变形镜(DM)+1块连续相位板”和“小口径变形镜+2块连续相位板”两种方案的波前补偿能力。模拟结果表明, 采用“小口径变形镜+2块连续相位板”的方案能有效地实现全光路系统波前畸变控制, 同时还可以兼顾物理实验对焦斑尺寸和均匀性的要求, 为未来高功率固体激光驱动器波前补偿方案设计提供理论依据。
高功率固体激光装置 波前补偿 自适应光学 焦斑
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610209
2 College of Optoelectronics Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073
3 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039
A new kind of adaptive optics (AO) system, in which several low spatial frequency deformable mirrors (DMs) with optical conjugation relationship are combined to correct high-order aberrations, is proposed. The phase compensation principle and the control method of the combinational AO system are introduced. The numerical simulations for the AO system with two 60-element DMs are presented. The results indicate that the combinational DM in the AO system can correct different aberrations effectively as one single DM with more actuators, and there is no change of control method. This technique can be applied to a large telescope AO system to improve the spatial compensation capability for wavefront by using current DM.
自适应光学 组合变形镜 光学共轭 波前补偿 010.1080 Active or adoptive optics 220.1000 Aberration compensation 220.4830 Systems design 230.0230 Optical devices Chinese Optics Letters
2007, 5(8): 435
四川大学电子信息学院光电系,四川,成都,610064
分析了液晶电视(LCTV)的位相调制特性,采用将液晶电视和能产生台阶波前畸变的位相物体同时置于环路径向剪切干涉(CRSI)装置入射光路中的方法,在液晶电视屏上输入可产生畸变波前对应的互补波前的灰度图,实现了台阶结构畸变波前的补偿。
信息光学 液晶电视 环路径向剪切干涉 畸变波前补偿
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
描述一种用于波前补偿实验的对流湍流系统。它用水或乙醇为介质,在采用了自行研制的平板式加热和冷却器后,不仅湍流强度易于控制,温度起伏谱和大气相似,具有较宽的惯性区和较好的重复性,而且比实际大气湍流更平稳。本系统除可用于自适应光学系统的波前补偿试验和湍流与热晕相互作用的研究外,还可用于其它激光通过湍流大气的模拟实验研究。
对流湍流 波前补偿