1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 中国人民解放军63867部队,吉林 白城 137000
3 吉林江机特种工业有限公司八分厂,吉林 吉林 132021
自适应光学校正技术可有效提升固体板条激光器的光束质量,但随着激光器输出功率的提升,输出光束口径逐渐增加,系统体积逐渐增大,自适应光学校正系统的设计难度也增加了。因此,在满足自适应光学校正系统中共轭探测等需求的前提下,统筹优化系统的尺寸参数,同时实现波前相位、光束质量评估等多参数的检测具有一定的研究意义。本文在系统整体尺寸为350 mm×180 mm×220 mm(长×宽×高)的条件下,研究实现了板条激光器输出160 mm×120 mm矩形光束多参数的检测。针对探测口径大、筒长限制、长出瞳距等技术要求,首先,利用双高斯初始结构的消像差特点,结合非球面技术,采用大倍率光束压缩后分光探测的设计方案,实现多参数的同时探测。其次,基于摄远成像和共轭成像等原理,确定系统初始参数。接着,建立仿真模型分析系统的成像质量和公差,为实验的搭建提供依据。最后,搭建实验平台验证设计结果。结果表明:所设计系统可在满足物像共轭、尺寸约束等条件下,实现对大口径矩形光束的共轭波前探测、光强均匀度检测和光束质量评估。实验测得被测光束β因子为1.24倍衍射极限,均匀度为73.8%,满足技术指标要求。
板条激光器 自适应光学校正 矩形光束 共轭波前探测 光束质量评估 slab laser adaptive optical correction rectangular beam conjugate wavefront detection beam quality evaluation
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
用来描述降水粒子数浓度随粒子尺度变化函数的雨滴谱, 是降水最基本的微物理特征量, 利用雨滴谱信息可以更清楚地认识自然降水的发展演变过程。 从雨滴在矩形光束中的相对位置出发, 理论分析了不同尺寸条件下矩形光束透射强度随粒径的变化, 结果显示矩形光束的透过率与雨滴尺寸具有很好的线性关系; 数值模拟了不同粒径、 不同降落速度下雨滴在矩形光束中的渡越时间。 并指出利用测量的雨滴粒子大小和下落时间就可获得降水类型(毛毛雨、 普雨、 降雪、 降霰、 冰雹以及混合型降水)、 降水强度、 降水量和粒子波谱(在体积波谱上的粒子分布)等信息。
雨滴谱分布 矩形光束 雨滴粒径 下降速度 渡越时间 Raindrop spectrum distribution Rectangle beam Raindrop diameter Fall velocity Spanning time 光谱学与光谱分析
2018, 38(12): 3952
1 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
2 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
分析了激光相干合成装置及其光路调整要求, 提出利用剪切干涉检测合成光路中子光束一致性的方法。分析剪切干涉原理, 建立了剪切板干涉物理模型, 以相干合成中两路矩形光束拼接组束为例, 数值模拟并研究了子光束的整体倾斜、离焦所对应的剪切干涉条纹, 得到了条纹图像与子光束光轴误差、离焦误差之间的对应关系, 用于相干合成光路中子光束光轴和发散角误差的判断。光轴倾斜大于5 μrad时, 可以直接观察互干涉和自干涉条纹变化, 发散角在大于10 μrad时, 干涉条纹变化明显。此外, 剪切干涉的自干涉条纹平移可用来检测子光束间的活塞误差, 可作为光束拼接相干合成中闭环相位检测和控制的手段。
相干合成 矩形光束 光束一致性 剪切干涉 光路调整 laser beam combination rectangular beam beam uniform shearing interferometer optical path adjustment 强激光与粒子束
2014, 26(8): 081010
1 中国科学院 光电技术研究所, 自适应光学研究室, 成都 610209
2 中国科学院 自适应光学重点实验室, 成都 610209
3 中国科学院 研究生院, 北京 100039
根据相干合成的原理,建立了三路矩形光束相干合成的数学仿真模型,根据数学模型编写了仿真程序;模拟计算了1~21阶泽尼克像差下,单路矩形光束和三路矩形拼接光束的波像差与光束质量β因子关系的拟合系数;建立了波像差与β因子关系的计算表达式。分析了影响拟合系数的因素,结果表明:拟合系数总体上随着泽尼克像差系数增大而增加。比较了单路矩形光束与三路矩形拼接光束拟合系数的相似点和不同点,并分析了造成拟合系数不同的原因。
相干合成 波像差 光束质量 β因子 矩形光束 coherent combination wavefront aberration beam quality factor β rectangular laser beam
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
建立了固体激光器矩形光斑光束合成的理论模型,对诺·格公司给出的2束、4束、8束合成实验结果进行分析,并通过数值模拟,得到了不同子束排列方式下合成光斑的远场图形。通过仿真模拟可以得出:排列结构影响远场光斑的形状;子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少。采用环围能量进行分析,研究了远场光斑中主瓣能量随激光阵列占空比的变化。结果显示,远场光束环围功率随子束间距的增大而逐渐下降,而且参与相干合成子束越多,下降越大。
固体激光器 光束合成 数值模拟 矩形光束 孔径填充 solid-state lasers beam combination simulation rectangle beam aperture filling
中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
光束合成是研制高功率、高光束质量固体激光器的必由途径。建立板条介质固体激光器阵列光束合成的理论模型,从子束间距、整体相位差、偏振态、随机像差等方面,分析了合成光束的远场特性。通过数值模拟可以看到,子束间距决定了合成光束远场光斑的衍射旁瓣的大小和多少;子束间整体相位差决定着合成光束远场中心光斑是否分离,并影响着峰值光强和x方向半径大小;偏振态差异决定了合成光束是否为相干合成或强度叠加;子束随机像差降低了合成光束的远场光斑峰值功率,并引起光束的弥散。分析结论对激光器研制中合理分配设计容差具有一定指导意义。
光束合成 矩形光束 光束质量 平顶光束 beam combination rectangle beam beam quality flat top beam