光参量放大晶体拼接机构设计及拼接误差补偿

晶体拼接技术能够克服光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)过程中非线性晶体口径受限问题,从而有效地提高放大器的输出能力。针对晶体拼接中相位匹配角的精确控制和晶体加工误差补偿问题,提出了"独立调整+误差补偿"的OPCPA晶体拼接技术方案,研制了2×2晶体拼接调整机构及2×2能动反射镜,每块子晶体可以进行3个自由度旋转以达到初始拼接角和相位匹配的目的,纳米精度的压电致动器驱动的2×2能动反射镜对晶体加工误差进行补偿。利用透射式元件对晶体拼接系统进行了可行性和稳定性验证,取得了较好的实验结果,证明该拼接调整方案是可行的。     

空间滤波器阵列结构优化设计

给出了新型大型激光装置阵列化空间滤波器结构优化设计。对大口径阵列化光束超长程传输、光路控制、光束质量控制,以及支撑稳定性、震动隔离、离轴调节等关键技术进行了分析研究,对物理方案和参数进行分解。运用Pro/E软件建立阵列化空间滤波器三维实体模型,给出了阵列化空间滤波器的总体结构解决方案。对关键部件和技术指标进行了详细分析,采取了新颖的结构和相应的技术措施;运用ANSYS分析软件对结构刚性、强度、振型等指标进行分析,通过有限元仿真与CAD环境的双向嵌入优化结构;为给装置结构的适应性找到可靠的评估依据,对影响稳定性较大的器件和单元进行了微振动测试和分析。理论分析和测试结果表明,该方案达到了优化设计,是可行的。     

高展宽量八通展宽器的设计制作

在啁啾脉冲放大(CPA)技术中,提高展宽器的展宽量能有效地提高激光器的输出能力,而展宽器的展宽量与其构型及参数设计紧密相关,因此可以通过构型的选取及参数的优化来提高展宽器的展宽量。用光线追迹法导出了单光栅单透镜展宽器构型的设计解析式,利用这些解析式可以进行展宽器参数的优化,在此基础上设计制作了高展宽量的八通展宽器,并利用所研制的展宽器,将中心波长为1053 nm的93 fs脉冲展宽到4.35 ns。在该构型展宽器中,通过控制焦平面反射镜处的光强分布可以较方便地进行光谱整形,在实验中得到了和声光色散滤波器整形后类似的中心凹陷的波形。     

瞬态温度变化对大口径光学元件的影响

温度瞬变是影响惯性约束聚变(ICF)驱动器中大口径光学元件结构稳定性的一个重要的激励因素.采用多通道高精度温度监测仪对原型装置中编组站大口径光学元件环境温度进行了24 h监测,得到了编组站光学元件环境温度24 h温度变化曲线;采用有限元分析软件建立了光学元件的有限元模型,把温度监测结果作为载荷,对光学元件进行了热结构耦合分析.分析得到了大口径光学元件面形在24 h内的变化曲线,光学元件环境温度24 h内最大变化范围为0.45 ℃,24 h光学元件最大转角变化为1.12 μrad.分析结果表明,光学元件转角最大变化已超过打靶对光学元件稳定性的要求,但通过调整打靶时间,缩短光路准直之后打靶的等待时间可有效提高打靶的成功率.     

用增益孔径改善被动调Q短腔激光器近场的实验

采用实验研究的方法, 对利用增益孔径改善小型激光二极管(LD)端面抽运被动调Q短腔激光器近场的方法进行了验证, 并研制了一台具有高稳定性、准高斯分布近场和光滑时间波形输出的小型非一体式LD端面抽运激光器。该激光器是实现小型化激光测距仪的关键单元, 采用新颖的二极管抽运的增益开关被动调Q短腔键合YAG设计, 由增益孔阑实现选模, 保证光束质量; 由短腔和Cr4+：YAG调Q保证单纵模运转和短脉宽输出; 由增益开关保证小的调Q抖动。激光器输出的近场质量证明了利用增益孔径可对此类激光器的近场进行有效的主动控制。     

光参量放大拼接晶体加工误差补偿系统设计

晶体拼接技术能够解决光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)过程中非线性晶体口径受限问题,从而有效地提高放大器的输出能力。晶体加工误差补偿是晶体拼接要解决的核心问题之一。对拼接晶体加工误差对光束质量的影响进行了分析,设计了拼接晶体加工误差补偿方案,设计并加工完成拼接晶体加工误差补偿能动反射镜。通过实验验证了拼接晶体加工误差补偿方案的可行性和稳定性,同时证明了该系统满足晶体拼接要求。     

采用改进的单神经元PID控制算法提高光栅拼接精度的方法

为获得米量级以上的大口径光栅,光栅拼接技术已被公认为是一种经济可行的方法。而在光栅拼接中,光栅拼接稳定性的控制是核心问题之一,因此,在较高拼接精度的要求条件下(错位误差在纳米量级,角度误差在亚微弧度量级),寻求有效合理的比例积分微分(PID)闭环控制算法显得异常重要。将基于BP神经网络的整定方法应用到PID控制中,将传统的用零初态时过程加入单位阶跃输出的第一个值用计算符号函数值来代替,实现了单神经元自适应PID控制;在此基础上,为了改善系统响应初期的上升时间,采用变化神经元比例系数的值来代替常量K值的学习算法。通过仿真分析表明,提出的控制算法使系统响应具有好的快速性的同时又不会产生大的超调量;实验结果也表明改进的控制算法能保证其光栅拼接误差控制精度。     

Study on the Interaction between Rare Earth and Carbon in High Carbon Steel

ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＲａｒｅＥａｒｔｈａｎｄＣａｒｂｏｎｉｎＨｉｇｈＣａｒｂｏｎＳｔｅｅｌ￥ＬｉｎＱｉｎ（林勤），ＦｕＴｉｎｇｌｉｎｇ（付廷灵），ＹｕＺｏｎｇｓｅｎ（余宗森），ＹｅＷｅｎ（叶文）（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ...     

声光光谱色散滤波器对超短脉冲光谱主动控制技术研究

报道了声光光谱色散滤波器(AOPDF)对啁啾脉冲放大系统中脉冲光谱整形及控制技术的实验研究.声光光谱色散滤波器基于共线的声光相互作用,通过控制声光相互作用的位置,产生不同光谱的位相延迟.由于声波信号的幅值决定了光谱的散射效率,因此控制声波信号的振幅可以获得光波频谱的幅值整形.将声光光谱色散滤波器应用到啁啾脉冲放大系统中,可以很好克服增益窄化效应,使放大后脉冲的光谱保持足够的宽度,最终获得更窄脉宽的压缩脉冲.     

氙灯抽运片状固体热容激光器研究进展

介绍了氙灯抽运的片状固体热容激光器的研究进展.基于大口径片状介质,设计了布鲁斯特角和V形有源镜两种构形激光器,实验研究了两种激光器的静态损耗和增益能力,并对两种构形激光器输出能力进行了测量,获得了最大单脉冲能量达47 J,输出平均功率近1 kW的实验结果.探讨了片状构形向更高平均功率发展的技术途径,并通过实验证正了纵向定标放大的可行性.得出了V形有源镜构形激光器更适合向高平均功率发展的结论.