20kJ能源系统脉冲成形单元的研制

为完成神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统脉冲成形单元的研究设计,采用基于RLC串联谐振电路的临界阻尼特性对其进行了理论计算和仿真软件辅助验证并搭建了实际电路进行修正以确定最终放电参数。用这种方法,得到了神光Ⅲ原型装置20 kJ能源系统脉冲成形单元的设计参数。根据该参数建造出20套脉冲成形单元符合用户要求的结果证明该法可行。此方法可迅速完成棒状放大器脉冲成形单元的优化设计,也可供激光片状放大器脉冲成形单元设计参考。     

稳定的简单结构被动调Q单脉冲单纵模激光器

以激光二极管(LD)环形阵列侧面抽运Nd:YLF棒高增益放大器模块为基础，在经典的平凹驻波腔中加人一片Cr^4 ：YAG晶体作为被动Q开关，利用被动Q开关本身所具有的振荡选模功能以及两端不镀膜的Nd：YLF棒所具有的标准具效应，简便地实现了稳定的单脉冲、单纵模调Q输出。振荡器输出脉冲平均宽度为9．3ns，脉冲宽度稳定性达到8％(RMS)；输出脉冲平均能量为1．218mJ；单脉冲能量稳定度优于3％(RMS)，对应峰值功率达到O．13MW。同时该振荡器长时间工作过程中单纵模输出几率始终优于99％，这种单纵模振荡器结构简单，性能稳定可靠，适合于实际应用以及产品化。     

LD抽运YLF100mJ系统

高功率二极管抽运YLF系统采用近场注入、近场输出的离轴双程放大结构,激光头采用微透镜准直LD发出的抽运光,Lensduct汇聚抽运光,并利用匀束器改善抽运光的空间分布,达到对YLF均匀抽运. 对该系统进行了模拟计算,表明系统在注入能量为22 μJ时,输出为180 mJ,系统的净增益约为3000倍,光束畸变很小. 实验研究得知:对激光头单独研究表明,微透镜将LD快轴方向的抽运光由超过40°准直为10°以下,lensduct的耦合效率达到75%,其光-光转换效率为24%;系统的静态损耗为45%,系统的单通增益为9,净增益为3600倍,在注入能量为40 μJ时,输出能量为近150 mJ.(OC18)     

大口径高通量验证实验平台的三倍频能量测量

为了完成大口径高通量验证实验平台建造初期的三倍频能量测量,采用凹面镜缩束方式取样的方法,利用新型玻璃吸收元件完成光束的滤波,实验测试了新型玻璃吸收元件对测试结果的影响。结果表明,采用新型玻璃吸收元件可以获得干净的三倍频光,剩余基频、二倍频光的影响在0.4%左右,整个三倍频能量测量的测量不确定度可以控制在5%以内,保证了激光装置能量测量的可靠性。     

大口径高通量验证实验平台的激光参数精密诊断系统

研制了多功能、高精度的激光参数精密诊断系统,整个诊断系统由基频光诊断模块、三倍频光诊断模块、在线损伤检测模块、开放式频率转换组件以及相应的辅助单元组成,在系统控制软件调度下自动完成频率转换组件前后的光束近场、远场、能量、波前和脉冲波形等激光参数的精密测量以及数据采集、储存和处理,为激光装置负载能力提升和相关关键单元技术的研究提供准确可靠的数据。     

LD泵浦的Nd:YLF激光放大技术

从理论模拟和实验两方面对环形 LD 泵浦的 Nd:YLF 激光放大系统进行了研究。激光放大系统采用离轴双程放大结构。实验结果表明:系统在注入能量为 150 μJ,放大输出为 109 mJ 时,系统净增益为 1115;采用环形 LD 紧密泵浦的 Nd:YLF 激光放大器,有效地提高了二极管的转换效率,在 1053 nm 处,获得了 1.01 J 的振荡输出。     

高功率激光装置主放大器的增益稳定性研究

高功率固体激光装置主放大器是能量提取最多的一个环节,它受环境影响因素较多,难以建立考虑各因素影响的微观模型。目前,国内外还没有主放大器增益的精确预测模型和实验数据分析报道,现有预测模型较为粗糙。从统计角度对高功率激光装置主放大器增益的变换规律进行了分析,指出宏观上3种不同特点的增益变化,分别为增益的低频演化规律、增益随日运行发次的变化规律及增益的高频稳定性特性;并由此建立了包含权重因子的主放输出预测模型。通过神光Ⅲ原型装置的运行数据对建立的模型进行了考核,结果显示,与以往的单一发次的递推模型相比,新模型对增益预测的准确性可提高1倍。研究结果对大型固体激光装置的高效运行具有指导意义。     

高功率激光装置预放大系统自激振荡抑制技术研究

分析了高功率激光装置预放大系统内外各种自激振荡的来源,通过理论计算和实验验证提出了各种自激振荡的抑制方法,并在实践中得到验证.成功解决了预放大系统内外的自激振荡问题,保障了系统的安全工作,提高了系统输出信噪比.