科學也可以如此靠近

高功率納秒雷射系統實現近衍射極限光束質量


中科院之聲近日,應對我國對高功率高光束質量納秒雷射器的迫切應用需求,中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室楊平、董理治課題組,在國家重大科研裝備研製計劃、國家自然科學基金、中科院卓越青年科學家計劃等的支持下,研製了混合式自適應光學凈化系統,並應用於中科院...

- 2018年1月21日19時51分
- 【中科院之聲】

中科院之聲近日,應對我國對高功率高光束質量納秒雷射器的迫切應用需求,中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室楊平、董理治課題組,在國家重大科研裝備研製計劃、國家自然科學基金、中科院卓越青年科學家計劃等的支持下,研製了混合式自適應光學凈化系統,並應用於中科院光電研究院的板條雷射系統中,實現了近衍射極限的光束質量。相關研究成果發表在Applied Optics 、Optics Letters

、Optics Communications 等期刊上。

針對板條雷射系統光束大長寬比、包含大幅值離焦以及像散像差的特點,光電所研製的混合式自適應光學系統,由基於幾何光學原理的低階像差補償器以及高階變形鏡系統組成。科研人員採用低階像差補償器將7mm×35mm的長方形光束轉化為41mm×42mm的近似正方形光束,並通過低階像差補償將光束質量從18倍衍射極限提升到2.8倍衍射極限,如圖1所示;由高階變形鏡系統對光束波前畸變進行精細校正,最終將光束質量進一步提升到1.6倍衍射極限,如圖2所示。

光電所在高功率、高重複頻率納秒雷射器光束質量上達到了國際領先水平。目前,該技術已服務我國多型固體雷射系統。

圖1.校正前光束參數(a)波前;(b)遠場強度分布;(c)近場強度分布。校正後光束參數:(d)波前;(e)遠場強度分布;(f)近場強度分布。

圖2.(a)自適應光學系統校正後波前信息;(b) 自適應光學系統校正後遠場強分布;(c) 自適應光學系統校正前遠場強度分布(3D);(d) 自適應光學系統校正後遠場強度分布(3D)。


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