光电科学与工程学院学术报告


报告题目:高功率薄管激光光束质量管控技术

报 告 人:张彬教授(四川大学)

报告时间:20201112日,1400

报告地点:物理科技楼409


报告摘要:

基于“之字形”光路的薄管固体激光器是一种结构紧凑、增益体积大、换热能力强以及易于发射的新型高功率固体激光光源,在强激光技术领域具有极大的应用潜力。为保证高功率薄管激光束有效作用于靶目标,必须对其光束质量进行管控。然而,由于管状增益介质在加工和装调过程中不可避免地会产生形位误差,致使激光束在薄管内偏离理想的“之字形”光路而以略微旋转的形式传输,从而引入静态光束畸变。此外,增益介质中的废热沉积还将进一步导致动态光束质量退化。首先,结合几何光学与衍射光学方法,建立了光--固多场耦合条件下薄管激光束“之字形”传输分析模型,开展了薄管激光光束质量敏感因素分析,揭示了在“之字形”光路薄管激光器中光束质量的退化机理,进而明确了加工和装调等静态因素所引起的离轴像差是导致薄管激光光束质量退化的主要因素,而热效应等动态因素对光束质量的影响则次之。其次,为了对薄管激光光束质量进行有效管控,分别提出了一种基于环形边缘驱动变形镜的自适应校正方法以及一种基于直角锥面反射镜的离轴像差自补偿方法,使“之字形”光路薄管激光器输出光束质量得到有效提升。最后,结合本团队所开发的气流场扰动条件下光束发射技术仿真平台,定量分析了校正后的薄管激光在高空飞行平台的长程传输特性,为高功率薄管固体激光器的发展及应用提供重要参考。


报告人简介:

张彬教授担任中国光学学会光电技术专业委员会委员、中国宇航学会光电技术委员会委员、国家半导体泵浦激光工程技术研究中心委员会委员、光电检测标准化技术委员会委员,以及国家重大重点科技项目、国家及省部级科技奖励评审专家。曾获得“作出突出贡献的四川省博士学位获得者”和四川省“三八红旗手”荣誉称号,先后入选四川省杰出青年学科带头人培养对象和教育部新世纪优秀人才支持计划,作为团队带头人入选四川省教育厅科研创新团队计划。长期从事激光物理与技术、激光传输变换与控制、非线性光学等方面研究工作,在强激光传输与控制领域取得了一系列富有创新特色的研究成果,先后荣获国家技术发明二等奖1项、省部级科研奖励3项。提出了激光大气传输的二阶矩传输理论及光束传输因子理论,并据此提出了一种通过测量大气湍流中光束传输因子变化来确定大气湍流参数的新方法,实现了大气湍流参数的快速、精确测量。针对高功率激光器输出激光束的近场波前高频相位难以准确测量的问题,发展了一种近场波前高频相位恢复方法,根据实验测量的激光束近场光强分布、远场光强分布以及近场低频相位分布,可快速、准确地确定近场高频相位分布。提出了解决高功率激光系统中激光传输、放大及频率转换逆问题的逐次逼近迭代法,可由满足物理实验要求的输出激光参数来确定对输入激光参数和系统参数的要求,为高功率激光系统的工程设计提供必要的参数及依据。与其它单位合作,为我国“神光-III”主机装置提供了48套预防大器系统,为我国“神光-III”主机装置的成功建造提供了重要支撑,荣获国家技术发明二等奖。