百焦耳固體激光器時(shí)間波形主動(dòng)整形技術(shù)研究.pdf

1、主動(dòng)時(shí)間整形對(duì)于高功率激光的輸出性能和三倍頻效率的提升都是極其重要的。對(duì)激光速率方程和傳輸方程進(jìn)行逆向推導(dǎo)可以根據(jù)理想波形求出入射波形，但是對(duì)非線性偏微分方程求解時(shí)，其解析解難以獲得，而求解數(shù)值解時(shí)，引入誤差較大，本文基于實(shí)際激光器應(yīng)用的需求考慮，根據(jù)輸出波形求解補(bǔ)償波形的反饋計(jì)算的方法，并對(duì)此波形補(bǔ)償方案進(jìn)行了實(shí)際實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，得到了實(shí)際需要的方波脈沖。
　　本論文圍繞波形補(bǔ)償反饋計(jì)算方案的建立，主要分為以下三個(gè)部分：在線測(cè)量與同

2、步系統(tǒng)的建立；系統(tǒng)波形畸變產(chǎn)生機(jī)制與增益能力的分析；波形整形方案的設(shè)計(jì)與實(shí)際驗(yàn)證。
　　首先建立在線測(cè)量與同步系統(tǒng)是建立反饋補(bǔ)償方案的基礎(chǔ)，只有對(duì)輸出的波形進(jìn)行了正確的采集，才能進(jìn)行下一步的補(bǔ)償計(jì)算。本裝置針對(duì)于基頻裝置和三倍頻分別采用了利用劈板的反射和透射取樣方案，并分別對(duì)其采樣率進(jìn)行了標(biāo)定，用以提供準(zhǔn)確的能量測(cè)量。近場(chǎng)測(cè)量采用的是完全的像傳遞系統(tǒng)，將主激光進(jìn)行了10:1的像傳遞到CCD的測(cè)量感光面上。波形的測(cè)量采用取樣聚焦衰減

3、的方式，盡可能使整個(gè)光束匯聚到光電管中。
　　然后基于Frantz-Nodvik方程對(duì)主放系統(tǒng)進(jìn)行分析，當(dāng)大信號(hào)注入到增益介質(zhì)中進(jìn)行放大時(shí)，由于激光脈沖的前沿先進(jìn)入到放大介質(zhì)中，其獲得的增益較高，消耗了較多的上能級(jí)粒子，致使脈沖后沿獲得的增益小于前沿，導(dǎo)致激光脈沖發(fā)生前高后低的波形畸變，這是導(dǎo)致激光脈沖波形畸變的主要原因。
　　最后在激光系統(tǒng)的前端注入一個(gè)e指數(shù)形的預(yù)輸入波形，記錄其輸出的波形，將這兩個(gè)波形作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到