多程放大系统光学元件静态波前畸变研究.pdfVIP

　第 15 卷 　第 3 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 3 　 　2003 年 3 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Mar. ,2003 　 文章编号 : (2003) 多程放大系统光学元件静态波前畸变研究 1 ,2 2 2 2 2 2 2 1 ,2 刘兰琴 , 　景 　峰 , 　彭志涛 , 　朱启华 , 　程晓锋 , 　蒋东镔 , 　张清泉 , 　刘红婕 ( 1. 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088 ; 　2 . 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900) 　　摘 　要 : 　通过研究光学元件静态波前畸变对多程放大系统光传输的影响 ,给出了满足聚焦光斑要求的均 λ λ 方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值。加工误差的峰谷值不超过 / 3 、均方根值不超过 0. 079 , λ λ 相位梯度的峰谷值不超过 0. 033 / cm 、相位梯度均方根不超过 0. 007 / cm 。通过光传输模拟程序校验了波前 畸变的相干叠加和非相干叠加规律。 　　关键词 : 　多程放大系统 ; 　光学元件 ; 　静态波前畸变 ; 　相位 RMS 梯度 　　中图分类号 : 　TN24 　　　　文献标识码 : 　A 　　多程放大系统涉及了众多的光学元件。由于材料的不均匀性及表面加工精度等原因 ,光学元件存在静态 的透射或反射波前畸变。当光束通过这些光学元件传输时会给波前带来畸变 ,从而影响到光束的远场分布特 性。因此 ,对元件的加工质量要有一定的要求。 ( ) 　　传统的光学元件加工质量的评价方式主要采用透射波前畸变的峰谷值 PV ,表面粗糙度的均方根值 ( ) ( ) [1～3 ] 和功率谱 RMS 等。在 N IF 的研究中 ,又考虑了两种新的评价方式 ———相位的均方根梯度 RMS 梯度 ( ) [4 ] μ 密度函数 PSD 。根据“光束质量必须满足在 150 m 的焦斑内集中大于 95 %的激光能量”的物理要求 ,本文 主要研究了理想情况下多程放大系统钕玻璃片的静态透射波前畸变对光传输的影响 ,给出了满足聚焦光斑要 求的均方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值 ,为光学元件的加工质量提供了依据。 1 　聚焦光斑对低频相位 RMS 梯度的要求 　　文献指出[1 ,2 ,5 ] ,与焦斑的大小紧密联系的是低频相位的均方根梯度 ,它直接决定着焦斑的大小。低频相 φ( ) 2 φ 2 φ 位 x , y 具有随机性、无高频调制且满足高斯型分布