自适应谐振腔固体热容激光器技术

固体热容激光器技术是当前高平均功率激光领域一个研究热点。通过采用激光发射和增益介质冷却相分离的方式,降低了工作中增益介质的温度分布梯度,在同样的材料断裂极限内,提高了泵浦密度及同体积激光装置的输出能力,使得小体积的高能激光器成为可能。然而,热容运行独特的脉冲串工作机制,则给工作过程中光束质量的控制带来了困难。美国利弗莫尔实验室的实验结果表明,在未采

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电子学与光电子学

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度的控制以及 P B布线的控制来实现。针对该功分器进行了相应的实验测试。结果表明：当任意波形发生 C

器( WG) A带宽从 1~ 0 V连续输出时，对于低带宽信号，各通道输出信号的一致性相差仅在几十皮秒 0 40]Hz I之间浮动，信号幅度一致性浮动偏差在 5%内；当 A WG带宽为 4 0MHz时，信号时间同步性性能稍差， 0 最大可达 20p。 0 s同时临近输入信号左右两个通道的输出信号幅度较其余通道浮动约￣ 0mV, 5偏差达 1%。 0 在A wG带宽为 40MH 0 z高频条件下，以通道 1做输入通道，道典型测量结果如图 1所示。由图 1可见，图 1a4道输出信号的时间同步性和幅度一致性优于图 1b,这是因为图 1a4道远离信号输入通道。 () () () 图 1b中幅度较大的两个为通道 2 ()、通道 9的输出信号，位于信号输入通道的两边，可以从图看出，信号的同步性和一致性较其余通道差。在输入正弦信号保持 4 0V 0]Hz不变条件下，改变不同的输入通道进行测 I试，测试结果类同。

( ) 3,5通道 a,4,6

() 2,8 b,9,7通道

图 1功分器各通道同步性和一致性测量结果

这种现象与功分器设计制作中电磁兼容性有关：与输入信号临近的两通道受输入端电磁干扰严重，因

而产生了幅度和时间上和其他通道的不一致。电磁辐射随着距离的传播，逐渐衰减，距离较远通道，受输入信号电磁干扰的影响小，一致性、同步性较好。所以高频功分器的关键是减少入射通道的辐射，做好入射通道和输出通道的电磁隔离，同时针对所存在的电磁干扰提出了下一步的改进方案。 该功分器在神光Ⅱ进行的两轮实验中进行现场检验，测试和检验结果证明该功分器任意通道作信号输入通道，时间同步性指标都在 2 0 p 0 s内，幅度一致性指标在 1%内。已应用于诊断探测器软 x光能谱仪 0的时标系统中。

41 1自适应谐振腔固体热容激光器技术 .0刘建国贺少勃陈远斌 刘勇杨东

固体热容激光器技术是当前高平均功率激光领域一个研究热点。通过采用激光发射和增益介质冷却相分离的方式，

降低了工作中增益介质的温度分布梯度，在同样的材料断裂极限内，提高了泵浦密度及同体积激光装置的输出能力，使得小体积的高能激光器成为可能。然而，热容运行独特的脉冲串工作机制，则给工作过程中光束质量的控制带来了困难。美国利弗莫尔实验室的实验结果表明，在未采用特别的光束控

制方式，而仅依靠非稳腔技术的情形下，在输出第 3个脉冲时，在几米的范围内已经不能测到有效的光束能量。

基于有限元法和衍射积分方程角谱法，分析了在不同泵浦强度及不同均匀程度泵浦条件下非稳腔片状热容激光器中增益介质的温度梯度分布及其对腔内模式形成及竞争的影响，结果表明，尽管相对于带冷却