高功率激光驱动器光束匀滑技术研究（特邀）

激光驱动惯性约束聚变的打靶过程中,光场不同空间频率的不均匀性会引起内爆的流体力学不稳定性、印痕效应和激光等离子体不稳定性。这些不稳定过程将最终影响内爆压缩倍率,从而影响到点火。为了控制焦斑不均匀性进而抑制不稳定过程,人们提出了束匀滑技术:通过光场调控控制焦斑分布特性,进而控制束靶耦合过程。束匀滑可分为空间域匀滑和时间域匀滑。空间域匀滑通过控制波前形态获得平整的焦斑包络,降低低频不均匀性。时间域匀滑通过控制光束的相干性减弱激光焦斑中的散斑,进而减弱中高频不均匀性。随着抑制更高激光功率密度条件下激光等离子体相互作用的需求愈发紧迫,涌现出一些新型的束匀滑方法。文中介绍了束匀滑技术在大型激光装置上的使用情况,并对目前提出的各种束匀滑技术进行了总结和分析。     

利用晶体串接实现宽带三次谐波转换

从耦合波方程出发,分别在小信号、高功率密度(1.5 GW/cm2)条件下研究了晶体串接三次谐波(THG)转换方案,并利用实验验证了该方案。实验观察到这种方案可以有效提高宽带激光三次谐波转换效率,但混频晶体之间的距离对宽带三次谐波转换效率影响明显。在1.5 GW/cm2平均功率密度下,实验中最佳距离25 mm处,对带宽3.5 nm的啁啾脉冲取得了19.75%的三倍频效率,这对于高功率激光宽带三次谐波转换的解决很有意义。     

大口径KDP晶体加工相位扰动与三次谐波转换

根据神光Ⅱ三次谐波转换中的各种现象,分析了晶体中高频周期相位调制的影响。目前国内大口径KDP晶体在中高频段存在强烈周期性相位调制,相位调制周期约20mm,调制幅度约35nm,导致三次谐波近、远场产生明显的强度调制,实验测得三倍频的近场周期条纹对比度在0.1～0.3之间,周期约12mm,理论分析该周期相位调制导致光束下游元件产生自聚焦风险明显增大,并且会引起三倍频远场畸变分裂,可聚焦能力下降。中高频段的周期调制可能来自于晶体加工过程中真空吸附,需要进一步实验判断并在加工中消除周期性的相位扰动。     

SPK1基因转染对大鼠骨髓间充质干细胞的影响

籽晶是影响K(DxH1-x)2PO4(DKDP)晶体生长和光损伤阈值的一个重要因素.该文采用传统降温法,分别利用Z片和[101]晶片作为籽晶,从氘化程度为85%的溶液生长了DKDP晶体,并加工部分Ⅱ类3倍频晶片样品,进行了3倍频光损伤阈值测试和损伤形貌观测的实验.结果表明,相较于Z片籽晶,[101]晶片作为籽晶所得晶体样品光损伤阈值提高1.54倍且能有效缩短晶体的生长周期.     

异型籽晶DKDP晶体的激光损伤

籽晶是影响K(DxH1-x)2PO4(DKDP)晶体生长和光损伤阈值的一个重要因素.该文采用传统降温法,分别利用Z片和[101]晶片作为籽晶,从氘化程度为85%的溶液生长了DKDP晶体,并加工部分Ⅱ类3倍频晶片样品,进行了3倍频光损伤阈值测试和损伤形貌观测的实验.结果表明,相较于Z片籽晶,[101]晶片作为籽晶所得晶体样品光损伤阈值提高1.54倍且能有效缩短晶体的生长周期.     

紧凑型光谱组束系统中光纤阵列扰动对光束质量的影响分析

定量分析光纤阵列位移及指向扰动偏差对合束激光光束质量因子M²的影响规律是实现合束激光光束质量有效控制的前提。根据衍射积分推导了紧凑型光谱组束系统中光纤阵列存在不同位移、指向扰动时合束激光的远场光强分布,利用Heisenberg不确定性原理推导出了合束激光光束质量因子M²的表达式。在恒定的子束数目下,分析了单路/多路光束分别存在位移、指向扰动偏差时合束激光光束质量因子M²的变化情况,并在一定的随机位移、指向扰动偏差下对不同子束数量的合束激光的光束质量因子M²进行了误差分析。结果显示：合束激光光束质量因子M²对沿光纤端面水平(x轴)方向的扰动量最为敏感,需要控制在微米量级;确定了光纤阵列的不同扰动量与合束激光光束质量因子M²之间的定量关系,给出了光纤阵列位移、指向精度控制要求;当参与合束的子束数量超过23束时,在特定的随机扰动量下,合束激光的光束质量因子M²的统计均值分别趋向各自的稳定值1.37、1.34、1.25,而标准差分别趋于0.0...     

锥头籽晶对DKDP晶体生长和损伤阈值的影响

籽晶是影响DKDP晶体生长和光损伤阈值的一个重要因素。采用传统降温法,分别利用Z片和锥头作为籽晶,从氘化程度为85%的溶液生长了DKDP晶体,并选取部分样品进行3倍频光损伤阈值测试。实验证明,DKDP晶体可以在不同籽晶下基本实现稳定生长,锥头籽晶所得DKDP晶体对晶体损伤阈值提高有积极作用且能有效缩短生长周期。     

不同籽晶DKDP晶体生长和光学性能研究

籽晶是影响DKDP晶体生长和光学性能的一个重要因素.通过传统降温法,分别利用Z片和[101]晶片作为籽晶,从氘化程度为85%的溶液中生长DKDP晶体并对加工样品进行了相关测试.研究了不同籽晶对DKDP晶体的生长和光学性能的影响.实验表明,[101]晶片籽晶所得DKDP晶体能有效缩短生长周期,晶体损伤阈值提高明显,但光学均匀性和透过性能有所下降.     

在神光Ⅱ装置第九路系统开展351nm波长激光高通量传输的实验研究

提出一种可实现351 nm波长激光高通量传输的终端光学组件(FOA)的物理设计方案,研究了设计优化方法,并利用神光Ⅱ装置第九路系统开展了实验研究。实验共进行了33发激光发射:激光光束净口径310 mm,时间脉冲宽度3 ns,1053 nm波长激光能量1000~4500 J。实验获得最高三次谐波转换效率69.6%和351 nm波长激光传输通量3.76 J/cm2,同时监测到高通量激光传输引起的动态环境污染物颗粒变化数和光学元件激光诱导损伤等现象。实验结果表明,通量密度约为3 J/cm2@351 nm的光学元件损伤主要是由激光传输散射鬼光束辐照材料所激发的污染物所致。     

三倍频激光下金属颗粒对熔石英元件损伤阈值的影响

高功率激光器中,金属颗粒作为元件表面污染的一种,对熔石英元件寿命的影响早已得到关注。为了定量得到金属颗粒对熔石英元件损伤阈值的影响,在中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜中心的标准损伤测试平台上,对未被污染的以及被3种不同金属颗粒(Al、Cu、Fe)污染的熔石英元件的损伤阈值进行了测量。研究发现,被金属颗粒污染的熔石英元件,损伤阈值会降低为原来的20%～30%;吸收系数高的金属颗粒更容易诱导损伤,损伤形貌与未污染的熔石英损伤形貌也有很大的差别;离线观测样品形貌,可以从微观的角度观察到损伤的概率行为。参考损伤的爆炸模型,粗略地模拟了温度随时间的变化。