近日，應(yīng)對我國對高功率高光束質(zhì)量納秒激光器的迫切應(yīng)用需求，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所自適應(yīng)光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室楊平、董理治課題組，在國家重大科研裝備研制計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院卓越青年科學(xué)家計劃等的支持下，研制了混合式自適應(yīng)光學(xué)凈化系統(tǒng)，并應(yīng)用于中科院光電研究院的板條激光系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了近衍射極限的光束質(zhì)量。相關(guān)研究成果發(fā)表在Applied Optics 、Optics Letters 、Optics Communications 等期刊上。

 

針對板條激光系統(tǒng)光束大長寬比、包含大幅值離焦以及像散像差的特點(diǎn)，光電所研制的混合式自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，由基于幾何光學(xué)原理的低階像差補(bǔ)償器以及高階變形鏡系統(tǒng)組成。科研人員采用低階像差補(bǔ)償器將7mm×35mm的長方形光束轉(zhuǎn)化為41mm×42mm的近似正方形光束，并通過低階像差補(bǔ)償將光束質(zhì)量從18倍衍射極限提升到2.8倍衍射極限，如圖1所示；由高階變形鏡系統(tǒng)對光束波前畸變進(jìn)行精細(xì)校正，最終將光束質(zhì)量進(jìn)一步提升到1.6倍衍射極限，如圖2所示。

 

光電所在高功率、高重復(fù)頻率納秒激光器光束質(zhì)量上達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。目前，該技術(shù)已服務(wù)我國多型固體激光系統(tǒng)。

 

圖1.校正前光束參數(shù)(a)波前；(b)遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布；(c)近場強(qiáng)度分布。校正后光束參數(shù)：(d)波前；(e)遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布；(f)近場強(qiáng)度分布。

 

圖2.(a)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正后波前信息；(b) 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正后遠(yuǎn)場強(qiáng)分布；(c) 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正前遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布（3D）；(d) 自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正后遠(yuǎn)場強(qiáng)度分布（3D）。