基于衍射对称性的多程光路腔镜准直算法

腔镜准直是多程放大光路准直中的基础,针对高功率固体激光装置多束组并行准直对腔镜准直的要求,提出一套基于衍射对称性的腔镜准直算法,可以避免腔镜准直受到图像质量的影响而导致精度偏低。在神光Ⅲ主机装置上进行了该腔镜准直算法的实验验证,实验结果表明,相对于传统算法,采用基于衍射对称性的腔镜准直算法,可以将腔镜准直精度由8μrad提升至3.96μrad。     

紫外虚共焦非稳腔的光学准直法

本文给出了一套用He-Ne激光束辅助内调焦望远镜,对紫外虚共焦非稳腔进行光学准直的实验方法,并计算出该法的准直精度达6.9×10~(-5)rad。进行了在放电泵浦XeC1准分子激光器上应用该法准直非稳腔的实验,并给出了实验结果。     

光路自动准直中腔镜及反射镜控制算法

激光装置光路准直系统通过多块腔镜及反射镜的角度调整,使光路的指向和位置达到物理指标要求。为提高远近场光路准直的效率,减少电机调整次数,提出一套准直算法,腔镜准直使用正圆调整算法,反射镜准直将关联系数矩阵由传统的2维改进为4维。通过准直光学实验平台,验证了该算法收敛速度快,电机调整步数更精确,移动次数更少,小于3次就满足准直精密度要求。     

非准直外腔He-Ne激光自混合干涉

从三镜法布里-珀罗(F-P)腔出发,建立了非准直外腔三重回馈白混合干涉的理论模型,并进行了数值模拟和实验验证.分析了3种情况下影响自混合干涉光强调谐特性的因素:1)准直外腔二,三重回馈;2)非准直外腔二,三重回馈;3)外腔加入λ/4波片时的回馈.实验结果与理论分析相吻合.研究表明,该自混合干涉系统的分辨率达到λ/6;自混合干涉输出信号与腔反射镜的反射率、外腔的准直性以及腔内置入镜片有关;外腔中加入λ/4波片时的自混合干涉信号与非准直外腔自混合干涉信号类似;二,三重回馈自混合干涉信号携带了反射体位移方向信息,因而更易实现位移方向判断.     

非稳腔腔镜准直度判定的新方法

腔镜准直是实现非稳谐振腔正常工作的前提.目前,对非稳腔腔镜准直采用的最普遍的方法是人工调腔,该方法过于依赖人的主观认识和经验水平,因此调腔精度十分有限.为了对导引光近场干涉条纹的对称性进行更加客观准确的判断,提高非稳谐振腔腔镜的准直精度,提出了一种对条纹图在水平和垂直方向上进行灰度投影,并以投影曲线中各级峰(谷)值位置...     

适度反馈机制下非准直外腔二重反馈自混合干涉

为了研究多重反馈对半导体激光器自混合信号的影响,运用三腔镜模型分析了多重反馈和非准直倍频现象,并进行了仿真分析和实验验证。通过仿真发现,第2重反馈相对于第1重反馈的相对强度η较大时能明显分辨出二重反馈,利用信号微分能区分出二重反馈信号,实现系统分辨率达到λ/4,二重反馈之间非准直相位差会影响干涉信号波形。实验验证了外腔反射镜非准直抑制第1重反馈利用二重反馈实现非准直干涉条纹倍频现象,实验结果与仿真分析相符。该结论将有利于提高系统分辨率和判断外腔是否准直。     

自由电子激光器近共心谐振腔准直误差分析

随着自由电子激光器的发展,射频自由电子激光器多由放大器结构改进为振荡器结构。其谐振腔多采用近共心腔。这种腔反射镜的曲率中心几乎重合,这样使得腔内的高斯光束分布尽量复盖电子束的空间分布,在空间上匹配,以维持光束和电子束的相互作用。由于近共心谐振腔具有较高的准直灵敏度,反射镜的调整误差将会影响到腔内光束和电子束空间上的匹配,从而降低自由电子激光器的增益。因而,对于自由电子激光器近共心谐振腔的的准直误差容限的分析,具有实际的意义。     

基于前馈-反馈综合控制的SG-Ⅱ升级装置腔空间滤波器远场串并行自动准直

结合神光Ⅱ升级装置腔空间滤波器远场准直的特点,通过建立孔间耦合模型,提出了一种孔间前馈补偿和孔内反馈调节相结合的多孔串并行综合准直控制方法。该方法通过位置预估和局部极值搜索来实现所有基准中心的提取,并依据图像Jacobian矩阵,计算各反射镜电机的反馈控制量。将前孔准直调节量作为后孔准直扰动,并利用孔间耦合模型计算出后孔准直所需的前馈扰动补偿控制量,综合反馈控制量和前馈补偿量实现多孔的串并行准直调节。实验结果表明,基准中心的识别准确率达到97%以上,准直时间由约1 min缩短至30 s左右,在很大程度上提高了准直效率。     

离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征,在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔,Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置,通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束,开展了光腔准直与导引光远场图样研究,实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同,调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样,该图样亮度较高,可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑,其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。     

激光光学系统的一种简易准直方法

叙述一种直线腔固体激光系统,准直的简易而精确的装置。通过使输出的激光束和从光学元件表面反射的光束相重合,在该装置的光源和激光系统中的光学元件表面间获得准直。然后对整个光学系统的每一光学表面均重复此操作,精确调正,因此,完成激光器光学系统所有元件的准直。     

准直透镜失调对Littman-Metcalf光栅外腔激光器线宽的影响

以光栅外腔半导体激光器的理论知识为基础,对Littman-Metcalf型外腔半导体激光器的工作原理进行了说明,并详细地讨论了外腔半导体激光器的线宽压窄以及模式选择机制,采用严格的耦合理论和光线变换矩阵推导了系统结构参数对光场耦合效率影响的计算公式。同时,对影响Littman-Metcalf外腔激光器输出激光线宽的几个重要因素进行了分析,重点讨论了系统中准直透镜位置失调导致的线宽变化规律。计算结果表明:合理地控制Littman-Metcalf光栅外腔半导体激光器的外腔参数可以将中心波长为785 nm半导体激光器的本征线宽压窄四个数量级,该外腔系统中准直透镜位置失调会影响系统出射光场与经外腔反馈光场之间的耦合效率,进而影响光栅外腔半导体激光器的输出线宽。     

非对称微腔研究进展

最近几年,具有非圆对称边界形状的光学微腔,即非对称微腔,已经成为微纳光子学领域中的一个重要研究方向。非对称微腔打破了常规回音壁光学微腔的边界圆对称性,使得回音壁模式的辐射具有明显方向性,无需借助外部耦合器件即能有效地同环境交换能量,有望应用于制作集成光学器件和实现自由空间光互联。概要介绍了非对称微腔中的最新研究进展,包括高准直定向发射、高效的自由空间光激发、棘轮形非对称腔以及三维非对称腔4个研究方向,概述其基本原理并展望了未来的发展。     

COIL束转动90°环形非稳腔（UR90）的准直技术

采用束转动９０°环形非稳腔是使低增益激光器获得高功率及良好光束质量的极有效方法，本离这种腔采用一台Ｈｅ－Ｎｅ激光器提供导引光的准直技术。     

基于迈克尔逊腔光纤激光相干合成的输出特性

基于自组织相干合成原理,利用迈克耳逊腔开展了光纤激光阵列相干合成的原理实验研究,实现了掺Yb3+双包层光纤激光阵列的相位锁定。根据其原理,合理解释了相应的物理现象以及迈克尔逊腔相比于其他腔型的优势。重点理论模拟并实验验证了准直透镜设计、耦合输出镜反射率、两路泵浦功率平衡等关键因素对迈克尔逊腔相干激光输出功率的影响,为优化迈克尔逊腔、提高最终输出功率、抑制相干相消端的功率泄漏在一定程度上提供了理论依据。     

光纤技术在光路自动准直中的应用

光路自动准直系统用于惯性约束聚变的高功率激光装置的光束精密自动准直调整.针对神光Ⅲ原型装置四程放大光路对自动准直系统的调整时间和调整精度的要求,考虑到光路总体结构的要求,利用光纤像传递和光纤耦合技术,结合近场远场像传递原理,使用插入式光纤点光源实现了后腔镜的准直调整,充分考虑了四程放大的光路像传递特点,设计出一套优化合理的四程放大准直方案,并且在神光Ⅲ原型装置模拟实验平台上得到了充分的验证和考核.实验结果表明光路自动准直系统能够在15 min之内顺利完成系统的光路调整,光束近场调整精度优于近场光斑的±0.5%,光束远场调整精度≤±0.3",满足了原型装置总体的要求.     

微透镜阵在光纤激光外腔谱组束中的应用研究

提出了基于微透镜阵的光纤激光外腔谱组束方案,设计了能够对光纤阵列出射光束进行预准直的球面折射微透镜阵列.分析了组束系统的组束潜力,结果表明,所设计的组束系统能够实现12个Er3+/Yb3+共掺光纤激光器阵元的外腔谱组束.利用瑞利-索莫菲衍射积分理论,分析了微透镜对光纤出射光束的准直效果,结果表明,微透镜的实际焦距与设计...     

激光二极管阵列的窄线宽、可调谐输出

外腔反馈的激光二极管阵列(LDA)可获得窄线宽、可调谐的光谱输出。外腔由快轴准直镜、准直光学系统和闪耀光栅组成。由于阵列中各发光单元的排列弯曲导致不同波长的光原路返回,引起谱线展宽,在输出光路中加入光谱滤波器,使激光二极管阵列的线宽进一步窄化。这样,激光二极管阵列的输出光谱由自由运转时的2 nm压缩到0.12 nm,在恒定温度23℃时,实现了激光在806～818 nm的调谐,调谐范围达12 nm。     

非稳腔准直和失调影响的计算机仿真

介绍了正支共焦腔准直和非工作态失调的计算机仿真。利用这种仿真对失调影响光束稳定性进行了初步诊断 ,仿真与实验取得了一致的结果 ,且灵活和直观。     

阵列半导体激光器光束准直设计

根据变折射率介质对光束自动聚焦特点,并利用光线微分方程,设计了阵列变折射率介质棒准直阵列半导体激光束,计算机仿真表明,该准直系统能达到较为理想的准直效果,其准直结果可达3mrad～4mrad。     

近红外空间碎片激光测距光束准直性标校方法

将1064nm波长激光应用于漫反射空间碎片激光测距,具有大气透过率高、回波光子数多、白天天空背景噪声低的优势。由于近红外激光束后向散射图像的信噪比与对比度较低,导致图像中光束边界模糊,光尖坐标提取困难,无法精确控制发射准直性和望远镜收发光轴平行性,不利于回波获取。为此,提出了一种基于图像处理的光束准直性标校方法,实现光束闭环控制,修正激光束出射准直性,提高望远镜收发光轴平行性。实验结果表明,所提方法能够显著改善1064nm波长激光束出射准直性,实现了望远镜收发光轴平行性的闭环控制。