拍瓦装置皮秒测量系统立体空间激光光路的快速自动准直

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1、中国激光第42卷第5期Vol.42,No.52015年5月CHINESEJOURNALOFLASERSMay,2015拍瓦装置皮秒测量系统立体空间激光光路的快速自动准直秦海棠刘代中欧阳小平王杨杨冬朱宝强朱健强中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海201800摘要拍瓦激光参数诊断过程中，为满足单脉冲信噪比测量仪中周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体对光束偏振态的要求，皮秒测量平台的光路排布中采用了立体空间分布结构。针对单脉冲信噪比测量仪快速精确的在线准直要求，推导出马达调整的4×4维线性矩阵的数学模型算法，实现皮秒测量平台立体空间激光光路的快速精确准直。实验结果表明

2、，该准直算法能够保证马达调整3次以下，准直时间2min以内，实现近场准直精度小于0.16mm，远场调整精度小于0.17mrad。满足信噪比测量对准直精度和准直时间的要求，使得信噪比信号获取成功率由10%提升到90%，保障拍瓦激光信噪比实验结果满足总体要求(大于106)。关键词激光技术;光束准直;准直算法;皮秒激光中图分类号TN247文献标识码Adoi:10.3788/CJL201542.0502006RapidLaserBeamAuto-AlignmentinStereoscopicSpaceforPetawattPicosecondMeasurementSystemsQinHait

3、angLiuDaizhongOuyangXiaopingWangYangYangDongZhuBaoqiangZhuJianqiangJointLaboratoryonHighPowerLaserandPhysics,ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,ChinaAbstractMeasurementplatformmustexhibitastereoscopicspacedistributionindiagnosticsystemsforpetawattl

4、aserstomeettherequirementofaperiodicallypoledlithiumniobate(PPLN)crystalforlightpolarizationinsingle-pulsecontrastmeasuringinstrument.Amathematicalmodelofa4Dlinearmatrixisproposedtoachieverapidandaccuratebeamalignmentinpicosecondmeasurementplatform.Inthepetawattexperiments,thealignmentalgorithm

5、ensuresthatthenear-fieldandfar-fieldaccuracyislessthan0.16mmand0.17mrad,respectively.Themotorisadjustedlessthanthreetimes,andthecorrespondingelapsedtimeisin2min.Themathematicalmodelmeetsmeasurementrequirementsforalignmentaccuracyandtime.Thepulsecontrastofthepetawattlasersisobtainedfromthemodel.

6、Thepulseacquisitionprobabilityofthecontrastmeasuringinstrumentreaches90%from10%,toguaranteethattheexperimentalresultofpulsecontrastcanmeetthegeneralrequirement(morethan106).Keywordslasertechnique;beamalignment;collimationarithmetic;picosecondlaserOCIScodes220.1140;320.7100;150.11351引言在高功率激光物理研究

7、中，高能皮秒拍瓦激光表现出了极大的应用前景。皮秒参数测量系统用于皮秒[1-5]拍瓦激光压缩脉冲的能量、脉宽、远场、信噪比等参数的诊断和分析。目前的难点和热点在于高能拍瓦激收稿日期:2014-11-25;收到修改稿日期:2015-01-05基金项目:国家自然科学基金(11204330)作者简介:秦海棠(1989—)，女，硕士研究生，主要从事皮秒测量激光准直技术方面的研究。E-mail:kfqxqht2012@163.com导师简介:刘代中(1973—)，男，