光电所高功率纳秒激光系统实现近衍射极限光束质量

  • 光电所 (中国科学院光电技术研究所)
  • 创建于 2017-11-13
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  近日,瞄准我国对高功率高光束质量纳秒激光器的迫切应用需求,中国科学院大学博士生导师、中科院光电技术研究所自适应光学重点实验室杨平、中国科学院大学研究生导师董理治课题组在国家重大科研装备研制计划、国家自然科学基金、中科院卓越青年科学家计划等项目的支持下,成功研制了混合式自适应光学净化系统,应用于中科院光电研究院的板条激光系统中,实现了近衍射极限的光束质量。相关研究成果已陆续发表在Applied Optics、Optics Letters、Optics Communications等期刊。 

  针对板条激光系统光束大长宽比、包含大幅值离焦以及像散像差的特点,光电所研制的混合式自适应光学系统由基于几何光学原理的低阶像差补偿器以及高阶变形镜系统组成。科研人员首先采用低阶像差补偿器将7mm×35mm的长方形光束转化为41mm×42mm的近似正方形光束,并通过低阶像差补偿将光束质量从18倍衍射极限提升到2.8倍衍射极限,如图1所示;之后由高阶变形镜系统对光束波前畸变进行精细校正,最终将光束质量进一步提升到1.6倍衍射极限,如图2所示。 

  通过以上成果,光电所在高功率、高重复频率纳秒激光器光束质量上达到了国际领先水平。目前该技术已经服务于我国多型固体激光系统。 

 图1 校正前光束参数(a)波前;(b)远场强度分布;(c)近场强度分布。   

校正后光束参数:(d)波前;(e)远场强度分布;(f)近场强度分布。

图2 (a)自适应光学系统校正后波前信息;(b) 自适应光学系统校正后远场强分布;  

 (c) 自适应光学系统校正前远场强度分布(3D);(d) 自适应光学系统校正后远场强度分布(3D)。

责任编辑:于洋