《高能OPCPA系統中晶體拼接技術的關鍵問題研究》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由李大為擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高能OPCPA系統中晶體拼接技術的關鍵問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李大為
- 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
有限尺寸的非線性晶體是限制高能OPCPA雷射技術發展的主要技術瓶頸之一。本項目擬研究晶體拼接技術在提升OPCPA能量過程中的關鍵問題，具體包括以下幾個方面：（1）拼接晶體的晶軸誤差對放大信號光的影響；(2)晶體間縫隙的衍射效應對輸出光束質量的影響；（3）晶體的切割方式和加工誤差對放大信號光的影響。通過分析上述過程的物理影響機制，建立理論模型和數值模擬程式，確定晶體拼接技術對晶體調節和加工的要求，以及對參量放大過程的影響，為高能OPCPA系統提供大口徑晶體解決方案。
結題摘要
為了研究向高能OPCPA放大系統提供大口徑非線性晶體的可能性，本項目對OPCPA晶體拼接技術中涉及的主要問題進行了系統理論研究和原理性實驗驗證。首先，我們基於非線性耦合波方程，建立了能夠仿真OPCPA晶體拼接問題的數值模擬程式；其次，與單塊晶體相比較，理論分析了晶體拼接中涉及的主要問題：（1）拼接晶體的晶軸誤差等角度誤差對參量頻寬的影響；（2）晶體間縫隙的衍射效應對輸出光束質量的影響；（3）晶體的切割方式和加工誤差對放大信號光的影響。通過對上述過程物理影響機制的理論分析，我們選擇了利用折射率匹配液和光束近場整形的晶體拼接方案作為課題實驗研究方案，並分析了該方案的優點。最後，根據理論分析結果，我們設計、加工了滿足研究需要的晶體拼接調整機構。我們利用課題組已有的OPCPA實驗平台，進行了以下實驗研究及原理性驗證工作: （1）判定晶軸一致性和非共線角度的依據；（2）抑制拼接晶體縫隙帶來的衍射效應；（3）高精度時間同步控制和測量；（4）利用拼接晶體實現OPCPA放大。課題的研究結果將對數pw級、高能量、大口徑OPCPA放大研究具有指導和借鑑意義。
