高功率激光驱动器光束自动准直目标定位算法

为满足高功率激光驱动器光束自动准直的高精度和实时性要求,提出了一种快速高精度的自动准直目标定位算法。首先利用变结构元广义数学形态学边缘检测算法在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,然后采用拉格朗日多项式插值算法对圆目标轮廓进行快速亚像素定位,最后利用最小二乘拟合以及几何形心拟合的方法实现图像中光斑目标中心的精确定位。该算法在神光Ⅱ升级装置的光路自动准直中得以验证,实验结果表明八路预放光路准直时间小于3min,主放光路准直时间小于7min,主放输出光束近场准直准确度优于0.2%,远场指向准确度优于0.2″(RMS)。

高能皮秒拍瓦激光研究进展、技术挑战及发展趋势

兼具高峰值功率和高脉冲能量两大特征的皮秒拍瓦激光与物质相互作用的物理效果跟脉冲信噪比、聚焦功率密度和时空调控精度等关键因素直接相关。深入研究了这三大因素相应的受限机制、关键技术以及神光II升级装置中皮秒拍瓦激光等典型代表的最新技术进展,对于提升拍瓦激光性能具有指导作用。针对皮秒拍瓦激光的负载受限问题,从元器件损伤阈值、光场退化和洁净控制等方面进行了分析,并综述了基于等离子体光学的脉冲放大及压缩技术在突破高功率激光负载瓶颈的新研究动向。此外,皮秒拍瓦激光要从实验室走向更广泛的应用,还需要持续推进高效高能重复频率皮秒拍瓦激光的技术攻关。

高功率激光驱动器中的若干关键工程光学问题

高功率激光装置是一个复杂的有源巨型光学工程,其性能指标要求逼近科学技术与物理极限。驱动器研制有物理设计、工程光学和结构工程设计三大过程,工程光学在其中起着重要作用。高功率激光装置工程光学设计需遵循其特有的设计原则和要点,以保证装置的高性能。根据驱动器设计指标和设计特点,从总体光学设计、光束质量控制以及光束打靶精度控制方面,综述了高功率激光装置工程光学设计中的关键科学技术问题以及相应解决方法,为未来高功率激光驱动器的发展提供必要的工程设计参考。

高功率激光装置光束自动准直系统设计

利用TMCM-351E驱动控制板卡及自编的自动准直控制软件对高功率激光装置光束进行检测和准直,并设计了一套新型光路监测准直系统。采用变结构控制算法实现了近远场基准中心和光斑中心的自动提取,有效地提高了系统的精度、稳定性和准直效率。在实验平台上进行了验证。实验结果表明,相对传统监测准直方法,该监测准直系统平均准直误差为空间滤波器小孔直径的0.9%,能够满足准直系统远场调整精度(小于小孔直径的5%)和近场调整精度(小于小孔直径的1%)的要求,在连续10h测试过程中,角度抖动为±12.6μrad,显示出高的稳定性。该系统在某高功率激光装置的光路自动准直中得到有效应用。实际验证表明,8路预放光路准直时间小于3min,主放光路准直时间小于7min。