【技术实现步骤摘要】
一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统及其仿真方法
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]本专利技术属于超高峰值功率激光焦斑诊断领域，涉及一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统及其仿真方法。
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技术介绍
]高能量密度物理的研究对惯性约束聚变、材料物理、天体物理、加速器物理、国防等具有极其重要的意义。近年来，随着高功率激光等脉冲功率技术的发展，在实验室产生高能量密度状态成为可能。决定远场聚焦光斑分布的因素可总分为两类，一是终端聚焦光学系统光路排布结构；二是进入终端聚焦光学系统前近场激光束的质量。在终端聚焦光学系统光路排布结构确定后，焦斑特性取决于聚焦前光束质量，即由光束在传播过程中相位和振幅空间变化表征。在超高峰值功率激光测量系统中，需要进行焦点处光束质量的诊断。强激光束在介质中的传播过程中，强光与介质的相互作用表现出来的光束自聚焦等非线性效应会引起近场光束的振幅和位相的变化，将影响聚焦光斑的分布。即传输过程中除了光路组件制造缺陷造成的静态误差外，还存在强光导致的动态误差。由于无法直接探测超高峰值功率激光在靶点处的能量、相位、脉宽等分布。一般采用间接测量的方式来预测最终靶点处焦斑。即...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统，其特征在于：包括有用于生成超高峰值功率激光以及将超高峰值功率激光分成两束的聚焦光学系统光路排布结构，聚焦光学系统光路排布结构其中一个超高峰值功率激光输出端连接有用于脉宽测量、能量测量以及波前测量的压缩光栅后诊断系统(7)，聚焦光学系统光路排布结构另一个超高峰值功率激光输出端连接有用于靶点位置波前测量的离轴抛物面焦点后方测量系统(13)，离轴抛物面焦点后方测量系统(13)包括有用于波前测量的第一波前测量模块(20)，离轴抛物面焦点后方测量系统(13)的波前测量位置上设有用于调节第一波前测量模块(20)的位移系统(21)。2.根据权利要求1所述的一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统，其特征在于：聚焦光学系统光路排布结构包括有用于产生超短脉冲的激光器(1)，激光器(1)输出端顺次连接有单模保偏光纤(2)、用于生成超高峰值功率激光的展宽放大系统(3)以及压缩器真空腔(6)，压缩器真空腔(6)由变形镜(4)、压缩器光栅(5)组成，展宽放大系统(3)输出端与变形镜(4)输入端连接，压缩器光栅(5)作为输出端输出两束超高峰值功率激光。3.根据权利要求1所述的一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统，其特征在于：压缩光栅后诊断系统(7)包括有与聚焦光学系统光路排布结构其中一个输出端连接的第一分束镜(8)，第一分束镜(8)一输出端连接有第二波前测量模块(11)，第一分束镜(8)另一输出端连接有第二分束镜(9)，第二分束镜(9)一输出端连接有脉宽测量模块(10)，第二分束镜(9)另一输出端连接有能量测量模块(12)。4.根据权利要求1所述的一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统，其特征在于：离轴抛物面焦点后方测量系统(13)包括有与聚焦光学系统光路排布结构另一个输出端连接的抛物镜(14)，抛物镜(14)输出端顺次连接有准直物镜(15)、第一消色差透镜(16)、第一反射镜(17)、第二消色差透镜(18)、第二反射镜(19)，第一波前测量模块(20)与第二反射镜(19)的输出端连接。5.根据权利要求1所述的一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测系统，其特征在于：聚焦光学系统光路排布结构、压缩光栅后诊断系统(7)、离轴抛物面焦点后方测量系统(13)均设置于大理石平台(22)上，位移系统(21)为电动五维调整架。6.一种超高峰值功率激光聚焦焦斑预测仿真方法，包括以下步骤：步骤a、采用弱光进行测量校正，使用低能量激光进行波前调整，此时第一波前测量模块(20)测量变形镜(4)处波前，并进行校正；校正后记录压缩光栅后诊断系统(7)中，第二波前测量模块(11)测量的当前变形镜(4)位置处的波前为参考波前W
OSP_R
；通过位移系统(21)改变离轴抛物面焦点后方测量系统(13)中靶点后方位置处第一波前测量模块(20)的位置，测量抛物镜(14)后的波前，得到校正后抛物面后波前W
Target_L
；步骤b、采用强激光测量，测量高峰值功率引起的动态误差，通过第二波前测量模块(11...
【专利技术属性】
技术研发人员：金王赞，臧仲明，左言磊，戴亚平，
申请(专利权)人：中山光子科学中心，
类型：发明
国别省市：
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