【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光束滤波，尤其涉及一种非线性近场滤波方法。
技术介绍
1、单路高功率激光驱动器可在几ns的时间尺度内产生万焦耳的能量，是惯性约束聚变的驱动器，同时可为高能量密度物理等极端条件下的相互作用过程提供驱动源。
2、在高功率激光器中，为保证光束传输的质量，抑制b积分增长，常采用空间滤波器来过滤光束空间高频成分。空间滤波器由前后两个透镜及放置在焦距位置处的小孔组成，平行光经前透镜聚焦后在焦点处分布为近场的傅里叶变换即空间频谱，通过放置在焦点处特定尺寸的小孔，将光束的高频成分滤除，滤除高频成分的光再经过后透镜扩束或转换为平行光。这种滤波方式需要很长的光束传输管道，占地面积较大，并且在高功率条件下还需要对光管道抽真空，以防止聚焦光击穿空气，因此造价昂贵，在高功率激光装置整体成本中占比很高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种非线性近场滤波方法，通过在激光滤波光路中设置单块或多块级联的非线性滤波晶体，利用非线性滤波晶体对待滤波光束中的不同立体角的近场高频成分进行频率转换，并在后续放大传输过程中将其滤除，从而实现空间滤波，有效地解决了原有空间滤波器需配备很长的光束传输管道且需在高功率条件下对光管道抽真空而导致造价高的问题。
2、一种非线性近场滤波方法，具体包括以下步骤：
3、s1，根据激光滤波器光路放大过程中的b积分确定非线性滤波晶体在光路中的放置位置；
4、确定影响光路自聚焦效应最严重的光束空间频率范围；
5、
6、s3，加工设计出的非线性滤波晶体；
7、s4，将非线性滤波晶体放置到光路中对待滤波光束中的近场高频成分进行滤波，根据非线性滤波晶体的加工误差调节非线性滤波晶体与光轴之间的夹角，调节过程中同步检测近场高频成分的滤波效果，当近场高频成分的滤波效果最佳时停止调节非线性滤波晶体与光轴之间的夹角。
8、优选地，步骤s1中根据激光滤波光路放大过程中的b积分确定非线性滤波晶体在其光路中的放置位置的具体步骤为：
9、根据激光滤波器放大构型确定放大介质的非线性系数γ(z)、激光放大过程中能流i(z)沿光束传输方向的分布；
10、根据放大介质的非线性系数γ(z)、激光放大过程中能流i(z)沿光束传输方向的分布、以及待滤波光束中心波长λ计算激光滤波光路放大过程中的b积分并将b积分值等于1.8rad(或其他临界b积分经验值)在光路中所对应的位置作为临界位置；
11、非线性滤波晶体在激光光路中的放置位置位于临界位置之前。
12、优选地，步骤s2中，入射光相位匹配方法包括双折射相位匹配方法、温度相位匹配方法、绝热相位匹配方法、准相位匹配方法；
13、光束空间频率范围内的近场高频成分进行频率转换的非线性过程包括倍频转换过程，三阶及更高阶频率转换过程，以及高阶空间频率成分发生频谱、相位、波矢方向变化的非线性过程。
14、优选地，采用倍频过程及双折射相位匹配方法对非线性滤波晶体进行设计，包括以下步骤：
15、对非线性滤波晶体进行特定方向切割使待滤波光束的折射率与倍频光的折射率相等以实现入射光相位匹配，倍频光是指待滤波光束中位于光束空间频率范围内的近场高频成分被双折射晶体进行频率转换得到的光；
16、根据入射光相位失配量、双折射晶体的非线性系数和入射光光强模拟计算出双折射晶体厚度的最优解。
17、优选地，步骤s4中将单块或级联的多块非线性滤波晶体放置到光路中对待滤波光束中的近场高频成分进行滤波。
18、优选地，步骤s4中采用滤波片结合透镜远场成像的方法对近场高频成分的滤波效果进行检测，当远场焦点最小时近场高频成分的滤波效果最佳。
19、优选地，所述非线性滤波晶体包括磷酸二氢钾(kdp)、磷酸二氘钾(dkdp)、铌酸锂(ln)、周期极化铌酸锂(ppln)、偏磷酸钡(bbo)、三硼酸锂(lbo)。
20、本专利技术的有益效果是：
21、1、本专利技术通过在激光滤波光路中设置单块或多块级联的非线性滤波晶体，利用非线性滤波晶体对待滤波光束中的不同立体角的近场高频成分进行频率转换，并在后续放大传输过程中将其滤除，从而实现空间滤波，有效地解决了原有空间滤波器需配备很长的光束传输管道且需在高功率条件下对光管道抽真空而导致造价高的问题。
22、2、本专利技术采用单块或级联的几块平面光学元件代替传统空间滤波器不可或缺的透镜元件，同时光束传输通道无需抽真空即可滤除近场高频成分，大大缩减了所需的元器件数量，降低了加工难度和造价成本。
23、3、传统空间滤波器4f系统加真空系统的近场滤波方法占地面积大，其空间滤波器长达十几米，而本申请的非线性滤波方法采用的是平板元件，所占空间尺寸大大缩小，且平板元件仅需配合二维调整机构，无需设置光管道、真空设备，成本大大压缩。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非线性近场滤波方法，其特征于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤S1中根据激光滤波光路放大过程中的B积分确定非线性滤波晶体在其光路中的放置位置的具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤S2中，入射光相位匹配方法包括双折射相位匹配方法、温度相位匹配方法、绝热相位匹配方法、准相位匹配方法；
4.根据权利要求3所述的非线性近场滤波方法，其特征于，采用倍频过程及双折射相位匹配方法对非线性滤波晶体进行设计，包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤S4中将单块或级联的多块非线性滤波晶体放置到光路中对待滤波光束中的近场高频成分进行滤波。
6.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤S4中采用滤波片结合透镜远场成像的方法对近场高频成分的滤波效果进行检测，当远场焦点最小时近场高频成分的滤波效果最佳。
7.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，所述非线性滤波晶体包括磷酸二氢钾(KDP)、
...【技术特征摘要】
1.一种非线性近场滤波方法，其特征于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤s1中根据激光滤波光路放大过程中的b积分确定非线性滤波晶体在其光路中的放置位置的具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的非线性近场滤波方法，其特征于，步骤s2中，入射光相位匹配方法包括双折射相位匹配方法、温度相位匹配方法、绝热相位匹配方法、准相位匹配方法；
4.根据权利要求3所述的非线性近场滤波方法，其特征于，采用倍频过程及双折射相位匹配方法对非线性滤波晶体进行设计，包括以下步骤：
5....
【专利技术属性】
技术研发人员：隋展，赵晓晖，季来林，刘栋，崔勇，高妍琦，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。