面向高功率激光装置精密装校实验室的三维重建技术及应用

针对高功率激光装置对成千上万光机组件的精密装校工艺数字化仿真验证的工程需求及精密装校实验室(OAB)的特殊环境,基于多视角序列图像三维重建技术,提出实现OAB三维重建的总体技术.首先结合实验室重建对象的特点,分析了满足于OAB三维重建的多视角序列图像采集、特征提取、特征匹配、自适应均匀点云采样等相关方法;然后以激光跟踪仪为重建对象,详细介绍了三维重建流程;最后依次完成实验室其他特征模型的三维重建,并将提出的OAB三维重建的总体技术应用于整个OAB重建,实现了精密装校环境的三维重建.OAB重建结果表明,该技术可获得较高逼真度的精密装校实验室数字化模型,满足光机精密装校工艺数字化仿真验证的需求.

采用可见光源和分划板快速装调激光光路

分析了激光测量光路的特点和装校要求,给出了采用可见光源、分划板装校激光光路的原理。以预放测量模块为例,介绍了装校的流程及装校中的注意事项,分析了装校所能达到的精度,并用内调焦望远镜进行了装校精度检查。结果表明,采用可见光源、分划板装校的激光光路透镜光轴正过心的偏心极限误差小于等于0.07 mm,光轴倾斜极限误差小于等于25″。

激光聚变研究中心激光技术研究进展

介绍了中物院激光聚变研究中心在神光-Ⅲ主机装置建设、大口径高通量验证实验平台研制、神光-Ⅲ原型装置运行与性能提升、支撑激光驱动器建设的精密装校与洁净处理技术和精密光学检测技术、星光-Ⅲ激光装置建设、PW量级全光参量啁啾脉冲放大系统技术以及高功率波导激光技术等方面的主要研究进展情况。

KDP晶体相位匹配角理论预测模型及其验证分析

在高功率固体激光器的终端光学组件内,大口径薄型KDP(KH2PO4)晶体的精密装配和校准是实现惯性约束核聚变的关键技术之一.为了达到晶体在线安装高效高精度的要求,需要测量高功率激光三次谐波转换效率达到最高时的晶体相位匹配角分布.本文针对I/II类大口径薄型KDP晶体三次谐波转换的方式,根据晶体的非线性光学属性获得了晶体不同位置相位匹配角之间的关系;根据激光束在晶体内的传输路径分析得到了晶体面形、相位匹配角与激光三次谐波转换效率达到最高时晶体最佳偏转角之间的相互关系.在此基础上,建立了I/II类KDP晶体相位匹配角的理论预测模型,并利用实验进行了验证和分析.实验结果表明,晶体相位匹配角的预测值与实验值之差在10.0μrad以内,验证了I/II类KDP晶体相位匹配角理论预测模型的正确性,为获得晶体全口径相位匹配角分布提供了简单、高效的预测方法.

重力作用下大口径薄型光学元件面形的优化方法

高功率固体激光装置的频率转换系统中,大口径薄型KDP晶体附加面形的产生,直接影响了高功率激光的频率转换效率和光束质量.针对非垂直放置状态下的大口径平面光学元件,提出了一种用于改变并优化光学元件因重力作用产生附加面形的"杠杆式"夹持方法,并据此设计了适用于大口径超薄Ⅰ/Ⅱ类KDP晶体的夹持系统.利用ANSYS分析软件,建立了相应的有限元分析模型,仿真计算了晶体在夹持前后的附加面形变化,讨论了支撑条长度及加工误差对晶体面形优化效果的影响.研究结果表明:提出的"杠杆式"夹持方法在加工无误差时,对晶体附加面形的优化率达到了90%以上;在支撑条存在加工误差时,对晶体附加面形的优化率也达到了74%以上.