1 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院自适应光学重点实验室，四川 成都 610209；中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
为了校正角锥棱镜阵列中子孔径的piston误差，设计了一种多单元一维相位精密调整机构，提出了一种基于相干合成原理的角锥棱镜阵列piston误差检测、调整方法。首先，设计了一种机械装置使单个角锥棱镜能够进行一维相位调整；其次，利用远场成像原理，分析了角锥阵列piston误差对远场衍射成像的影响；最后，基于远场光斑的不同，提出了一种角锥阵列piston误差的检测、调整方法。实验结果表明：角锥阵列相位精密调整机构能够达到0.1 μm级的调整精度，通过观测角锥棱镜阵列反射光束远场衍射图像，调整角锥棱镜单元相对位置，将反射光束PIB提升至0.49，远场图像接近仿真结果，基本实现了角锥棱镜阵列子孔径的piston误差的校正，提升了角锥棱镜阵列使用效率，扩展了角锥棱镜阵列使用场景。
角锥棱镜阵列 相位精密调整 相干合成 锁相控制 corner cube reflector array phase precise adjustment coherent beam combining phase control 红外与激光工程
2020, 49(8): 20190568
为了研究角锥棱镜阵列谐振腔的输出特性，利用角锥棱镜阵列作为后腔镜，与平面镜构成角锥棱镜阵列谐振腔，模拟计算了角锥棱镜阵列谐振腔输出模式的近场及远场分布，理论分析了谐振腔的相干输出，实验获得了采用该腔型的钕玻璃激光器的输出模式的近场及远场分布。结果表明，模拟计算与实验得到的模式分布相吻合，近场光斑外形为六边形，与角锥棱镜阵列形状相似；远场聚焦光斑中心为一强峰，周围分布着多圈强度小得多的次峰，各圈的脉冲峰数量及分布同角锥棱镜阵列中对应圈的角锥棱镜的数量及分布一致。理论与实验证实了利用角锥棱镜阵列谐振腔实现激光器相干输出的可行性。
激光技术 角锥棱镜阵列 模式分布 相干输出 laser technique corner cube array mode distribution coherent output
利用角锥棱镜阵列作为谐振腔的后腔镜，设计了一种新型的钕玻璃激光器谐振腔并进行了实验研究。实验中获得了能量大于500 J的 1.06 μm激光脉冲，发散角0.6 mrad左右，电光效率为2.3%。实验采集到的输出光斑不是一系列强度相差不大的子脉冲，而是 中间有一个强峰，周围分布着一系列强度小得多的次峰。最后，对实验结果进行了解释与讨论，提出了利用角锥棱镜阵列进行光束 相干合成的设想。
激光技术 钕玻璃激光器 角锥棱镜阵列 相干合成 laser techniques Nd:glass laser corner cube array coherent combination
1 清华大学 精密测试技术与仪器国家重点实验室,北京 100084
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
角锥棱镜阵列具有溯源反射和准相位共轭两大特点,可在一定程度上补偿高平均功率固体激光器的热畸变。但由于这种角锥棱镜阵列自身的缺陷和由它构成的谐振腔输出激光模式众多的特点,限制了其在谐振腔中的应用。分析了角锥棱镜阵列谐振腔产生多模输出的原因,提出了采用腔内滤波的方法实现单模输出。理论模拟和实验研究结果表明:利用该方法可较好地改善阵列角锥棱镜谐振腔的输出特性,获得了近5倍衍射极限的输出。
角锥棱镜阵列 准相位共轭 腔模 内腔滤波器 谐振腔 cube corner arrays quasi phase conjugation cavity mode intracavity filter resonator
1 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
2 中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
阐述了全光路像差校正自适应光学系统的工作原理, 明确了全系统的校正能力受制于角锥棱镜阵列的面形像差。针对工作在0.6328 μm波长的全光路像差校正自适应光学系统, 从仿真的角度研究了3种角锥棱镜阵列, 研究了角锥棱镜阵列的组成单元——角锥棱镜的综合角误差在2″以内时, 角锥棱镜阵列的面形像差可以忽略。用WYKO 干涉仪测量了实际角锥棱镜阵列内每个角锥棱镜的波像差, 根据波像差计算的综合角误差, 拟合了角锥棱镜阵列的面形, 验证了仿真结果。
自适应光学 全光路像差校正 角锥棱镜阵列 伪相位共轭
设计了一种新型的钕玻璃激光器谐振腔以满足激光器高稳定性及高强度激光输出的要求。该激光器利用角锥棱镜阵列作为谐振腔后腔镜, 平面镜作输出镜, 大尺寸钕玻璃棒作激光工作物质。对激光器进行了实验研究, 实验中获得了能量大于450 J的1.06 μm激光输出, 发散角为0.6 mrad左右, 电-光效率为2.1%。实验中采集到的光斑不是一系列振幅(强度)相等的小光斑, 而是中间有一个巨峰, 在其周围分布着一系列振幅(强度)小得多的次峰。对实验结果进行了解释与讨论, 提出了利用角锥棱镜阵列进行激光束相干合成的设想。
激光器 钕玻璃激光器 角锥棱镜阵列 光束合成
1 南开大学现代光学研究所, 天津 300071
2 中国科学院光电技术研究所, 成都 610209
对微正方形角锥棱镜阵列定向反射器的特性进行了理论研究和模拟。 证明了其定向反射特性, 并利用几何光学方法解决了全反射条件对入射孔径角的限制, 以及单元有效反射面积对定向反射率的影响问题, 同时也给出了阵列器件表面反射对定向反射率的影响。 为了便于比较, 也给出了微三角形角锥棱镜阵列定向反射器的单元反射面积。 所得结果为微正方形角锥棱镜阵列定向反射器的制作提供了理论依据。
定向反射 正方形角锥棱镜 微正方形角锥棱镜阵列
