高功率激光系统空间滤波的离焦容限分析

在惯性约束聚变高功率激光装置中,严重的低频波前畸变会引起空间滤波的小孔截断,降低光束质量。采用相位调制的离焦波前来分析不同程度的离焦对空间滤波过孔和输出光束质量的影响,得到了空间滤波器对波前离焦的容限。在这种模型下的计算结果表明,球面相位因子入射光聚焦光斑焦点位置的偏移距离与其曲率半径成反比,光束质量随着输入光束曲率半径的绝对值减小而降低。对于等焦距11.8m、小孔半径角200μrad的空间滤波器,临界频率处畸变波前的球面相位因子曲率半径绝对值不能小于3.5km。曲率半径为3km时,相位调制的空间频率小于1.57mm-1时光束质量会急剧下降。     

高功率激光系统中的小尺度自聚焦研究

概述了高功率激光系统中小尺度自聚焦产生的机理及相应的评价标准和分析方法,重点对激光经过钕玻璃介质和频率转换晶体的小尺度自聚焦情况进行了分析和讨论,同时介绍了两种测量小尺度调制增长的方法。针对高功率激光系统,阐述了抑制小尺度自聚焦的几种方法,提出通过控制小尺度调制增量,减少高功率激光的非线性效应对光学元件损伤的方案。指出了聚变级高功率激光技术中非线性效应研究的发展趋势。     

高功率激光成像

采用高功率激光成像可以产生适合控制像素的高质量图像。可以使用两种不同的机制来创建这些像素：一种是修正成像层的表面粘滞性，另一种是将材料烧蚀。这些方法可以应用于不同地方，包括创建黑白图像、彩色图像以及金属表面成像等。     

激光中继镜系统的上行光束模拟

介绍了激光中继镜技术的概念和激光中继镜系统的工作过程,分析了该系统的优势和应用范围,建立了激光中继镜系统上行光束模型并近似为一真空远场衍射模型.分析了上行光束的传输方式并计算了理想条件下不同传输距离Z处接收光场H(R)的强度、相位分布以及能量接收效率η与接收望远镜口径R和传输距离之间Z的关系曲线,最后对结果进行了分析.得出在理想情况下,当中继镜系统采用1.5 m口径的望远镜发射和接收波长3.8μm激光束时,随着衍射距离的增加,接收场的衍射远场特性逐步显现,对传输距离在50 km范围内,系统的能量接收效率在85%以上.     

基于中继系统的极地激光通信研究

极地区域通信一直是卫星通信领域的难点,为了满足极地区域通信需求,设计一种基于极轨激光通信卫星和地球同步轨道激光中继卫星的极地激光通信系统,分析了卫星通信窗口计算分析模型,描述了系统通信链路的应用与应用场景,对极地通信窗口进行仿真计算并给出了窗口分布列表,经计算日均通信窗口可达3.4～3.96 h.     

战术激光中继镜系统

激光中继镜技术将激光源与光束控制部分离,降低了大气等因素对激光性能的影响.介绍了激光中继镜的概念及工作过程,分析了战术激光中继镜系统的优势与面临的技术挑战,最后介绍了美国中继镜技术的发展概况.     

空间碎片激光探测成像通信一体化技术探讨

随着人类探索太空活动的逐年增多,对空间碎片的探测显得尤为重要。文中首先介绍了空间碎片的危害和探测意义,分析了探测空间碎片的主要难点和发展趋势;在此基础上,结合空间碎片的探测难点,提出了一种对空间碎片进行探测与信息传输的新方案,将激光测距、光谱偏振成像、激光通信三种功能融为一体,并进行了关键技术分解和可行性分析,以期为空间碎片探测提供一种新的思路。     

高功率固体激光系统中的"热像"效应

"热像"效应是制约高功率激光系统,特别是惯性约束核聚变(ICF)激光驱动器安全运行和提高输出功率的瓶颈因素之一。在某些条件下,往往系统运行在典型的损伤阈值功率之下时,某些光学元件也会因为"热像"效应的存在而意外地遭受损伤。总结介绍了近年来关于"热像"效应研究的新进展,包括"热像"形成的衍射理论模型、薄片近似下的解析理论分析结果、厚介质及级联介质情况下激光"热像"的演化规律、多散射点形成"热像"的特点以及"热像"效应的抑制方法等。最后指出理论及实验上尚待进一步解决的问题。     

基于贝叶斯压缩感知的ISAR自聚焦成像

针对ISAR自聚焦成像,该文提出一种基于贝叶斯压缩感知的高分辨率成像算法。首先利用目标图像的稀疏特性构建级联形式的稀疏先验模型,同时将相位误差建模为均匀分布模型;然后基于最大后验准则,依据贝叶斯压缩感知理论交替迭代求解目标图像和相位误差。与传统稀疏方法相比,所提算法进一步利用了目标图像的联合稀疏信息,将ISAR CS成像转化为MMV联合稀疏优化问题的求解,可以有效改善自聚焦的精度以及成像质量。仿真结果验证了该算法的有效性。     

脉冲激光小尺度自聚焦过程中不同空间位置的时间演变研究

基于宽带啁啾脉冲的小尺度自聚焦形成过程,利用包含时空项的非线性薛定谔方程进行数值计算,比较分析了不同空间位置(特别是空间调制峰位置及调制谷位置)的时间演变过程,发现不同空间位置的时间演化过程完全不一样。在小尺度自聚焦过程中,调制峰处的脉宽随传输距离的增加而减小,当调制峰值处的强度达到最大时,其脉宽达到最小值;而在调制谷位置处的脉宽则一直处于展宽状态。分析了脉冲啁啾对不同空间位置时间演变的影响规律,负啁啾加速了调制峰位置处的脉冲压缩,却抑制了调制谷位置的脉冲展宽;而正啁啾则起相反的作用。     

相位共轭腔XeCl激光输出自聚焦的观察

采用布里渊镜构成ＸｅＣｌ激光腔，移动泵浦光束焦点使其置于布里渊液体介质底部液─固界面上某一合适的位置，可观察到输出的ＸｅＣｌ激光在远场有自聚焦现象。     

一种非成像式大功率激光变换系统的理论研究

详细研究激光通过光学系统后的分布对深入研究激光与物质相互作用具有重要意义。从任意给定的光束分布出发 ,较详细地考虑了激光的衍射过程 ,研究一个已经获得工业应用的激光变换系统。     

高功率激光系统空间滤波器透镜焦距的选择及其测量

对高功率激光系统中空间滤波器中透镜ｆ／Ｄ选择所涉及的几个问题进行了探讨，并设计了一种适合于大ｆ数透镜焦距测量的方法．     

高功率激光束在空间滤波器中的传输特性

利用数值方法研究了高功率激光束通过空间滤波器形成低频调制的规律。结果表明,空间滤波器引起光束填充因子的下降与空间滤波器的衍射极限倍数m 之间存在的敏感的关系。m值的微小调整可以极大地改善整修光束的填充因子,减少光束的调制对比度,从而改期光束质量。这种结果可对高功率 激光系统总体设计中空间滤波器元件参数的选择提供有益的参考依据。     

基于电光开关的高功率准分子激光MOPA系统ASE抑制

高功率准分子激光系统中的放大自发辐射(ASE)会引起主脉冲信号对比度下降,从而导致放大过程中激光脉冲信号对比度下降以及波形展宽和畸变,影响精密物理实验的开展。基于电光开关产生短脉冲的原理,对紫外波段电光开关进行了研究,建立了一种抑制准分子激光放大链ASE的方法。在对主振荡功率放大(MOPA)系统第一级预放大器的削波实验中,单电光开关和双电光开关消光比分别达到了103和104量级,削波后的激光脉冲信号对比度由原来的几十倍分别提高到105和106量级。在单路MOPA系统放大实验中,采用级联双电光开关进行了系统的ASE控制,并最终在靶面获得了良好的窄脉宽放大激光脉冲,为高功率准分子激光系统中波形放大问题提供了一个有效的解决方案。     

成像法中波红外激光远场功率测量系统

设计开发了一套基于成像法的中波红外激光远场功率测量系统,给出了成像法测量远场激光功率密度分布的基本原理。利用漫反射靶板将激光的功率分布信息采集至中波红外热像仪,并在靶板的特征位置上安装功率探测器,将光斑图像灰度信息与激光功率探头所测的实际功率值进行信息融合,得出灰度值与功率密度的映射关系,进而推测激光远场功率密度分布。此系统测量误差小,且系统简单、可靠,适于各种条件下的中波红外激光远场功率密度测量,可满足目前大功率红外激光干扰装备的测量需求。     

可控温大功率LED光强空间分布测试系统的设计

发光二极管(LED)的光强空间分布特性决定了它能否满足特定场合的应用。大功率LED由于发热量大,其绝对光强空间分布(LISD)的测试也必须在特定热沉温度下进行才能得到准确可靠的结果。设计了一个可对大功率LED进行热沉温度控制且快速实现LISD自动测试的系统。该自动测试系统基于LEDGON-100测角光度计及其高精度的二维旋转台,配合测试适配器、温度控制器、光度探头、Keithley 2400源表和测试软件组成。测试软件基于Delphi程序语言开发。在控温条件下,该LISD自动测试系统稳定可靠,测试时间大大缩短,测试结果实时直观。利用该自动测试系统对具有朗伯型和蝙蝠翼型两大LISD类型的LED进行测试,获得它们的二维LISD和三维LISD。实验结果表明:随着热沉温度的增加,光强绝对值下降,而相对LISD却不变。