“神光Ⅱ”升級裝置諧波轉(zhuǎn)換單元晶體離線調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在慣性約束聚變(ICF)實(shí)驗(yàn)研究中，三次諧波轉(zhuǎn)換單元是ICF激光驅(qū)動器重要的組成部分。影響單元轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性的因素主要包括基頻光束質(zhì)量、晶體質(zhì)量和晶體調(diào)試三方面。高效率的三次諧波轉(zhuǎn)換對晶體角度控制的要求都非常高，晶體調(diào)試的目的就是確定晶體的最佳匹配位。
　　晶體的在線調(diào)試須要發(fā)射多次主激光的大能量脈沖，為減少晶體的在線調(diào)試發(fā)次與時間，一般須先對單元進(jìn)行離線調(diào)試。離線調(diào)試的基本方法是，使用Nd∶YLF探針激光器掃描晶體，測量倍頻和

2、三倍頻晶體在不同傾斜角度下的諧波轉(zhuǎn)換效率，利用多項(xiàng)式函數(shù)擬合數(shù)據(jù)，繪制“諧波轉(zhuǎn)換效率vs傾斜角度”調(diào)諧曲線，確定最佳匹配位。晶體離線調(diào)試技術(shù)要求離線調(diào)試的環(huán)境條件與在線工作環(huán)境相當(dāng)，系統(tǒng)的機(jī)械調(diào)整和光束監(jiān)測精度，都不低于在線調(diào)試的精度。通過對晶體離線調(diào)試技術(shù)相關(guān)問題的研究，本文主要工作有以下幾方面:
　　(1)綜合分析了影響三倍頻諧波轉(zhuǎn)換效率的晶體均勻性問題，包括晶體折射率均勻性、晶體面型均勻性和厚度均勻性三方面。當(dāng)離線調(diào)試的精度

3、足夠高時，可通過掃描晶體表面不同位置，繪制晶體最佳匹配位空間分布圖。
　　(2)詳細(xì)分析和研究了美國與國家點(diǎn)火工程(NIF)配套的晶體離線調(diào)試裝置(CAVE)，對其設(shè)計(jì)思想、光路結(jié)構(gòu)和精度分析等有了較深入的理解，為的“神光Ⅱ”裝置的晶體離線調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了較好的參考。
　　(3)針對“神光Ⅱ”裝置升級工程的需求，設(shè)計(jì)了一套高精度高自動化的晶體離線調(diào)試系統(tǒng)，其單點(diǎn)測試的重復(fù)精度為±30μrad，能量測量精度為4％。