高功率激光装置中局部波前畸变的非线性传输

根据高功率激光装置中强激光束传输的特点，建立了描述光束通过光学元件时引入的局部波前畸变模型，并利用纹波传输的线性化处理方法，研究了带有局部波前畸变的高强度光束的传输规律。以一个连续的非增益激光介质为例，用该模型进行数值模拟，给出了不同空间尺度的局部波前畸变的频谱分布、不同空间频率的纹波引起的振幅非线性增长曲线、不同B积分的非线性增益随光束传输距离的变化曲线．光束振幅非线性增益达到最大时光束的传输距离和标准传输距离不同时由局部波前畸变引入的振幅分布。研究表明为了防止光学元件损坏，应避免光学元件表面出现半径为0．5～2．0mm的局部瑕疵。

高功率激光束波前空间频率划分研究

基于衍射理论和非线性小尺度自聚焦的纹波理论,推导了不同频率下的纹波经过非线性介质传输后的解析式.通过解析分析,得到了不同空间频率波前畸变的非线性增长特性.结合驱动器装置对打靶焦斑的要求,研究了波前空间频率的划分方法,并根据国内装置的特点划分了波前空间频率高中低频分界点.

啁啾堆积脉冲传输过程中的小尺度自聚焦效应

研究了啁啾堆积脉冲的时间精细结构与子脉冲带宽、相位、啁啾量等因素的关系。结果表明：随着子脉冲带宽的微小变化,啁啾堆积脉冲的峰值功率为相同输出能力窄带脉冲功率的1.5-3.0倍;当子脉冲间存在着随机相位扰动时,啁啾堆积的峰值功率约为相同输出能力窄带脉冲功率的3倍。建立了啁啾堆积脉冲的时空非线性传输放大模型,模拟得到堆积脉冲传输过程中的非线性增长因子,并与相同能量的窄带脉冲进行了比较,揭示了啁啾堆积脉冲在高功率激光装置中的传输放大过程中出现的一些新现象以及可能导致的后果。

高功率固体激光装置空间滤波器小孔对输出光束质量的影响

为了提高高功率固体激光装置的性能价格比,尽可能地让它在高通量下运行,这就有可能由于非线性自聚焦的原因造成光束质量变差甚至导致光学元件的损伤.改善的方法之一就是利用空间滤波器小孔将非线性增长很快的部分滤掉.考虑实际光路中存在的情况,理论分析了光束纹波的非线性自聚焦效应,结合空间滤波器小孔滤波分析了振幅纹波和位相纹波对光束质量的影响.对不同空间滤波器小孔的大小,利用光束传输程序模拟了这个装置基频光一系列输出光束的光束质量,即光束的近场和远场,并对模拟的结果处理分析.用近场分布的对比度、调制度、PSD分布和远场的焦斑分布对结果进行描述,得到了高功率固体激光器空间滤波器小孔对输出光束质量影响的情况,最终设计了输出空间滤波器小孔的大小.