近日，應對我國對高功率高光束質(zhì)量納秒激光器的迫切應用需求，中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室楊平、董理治課題組，在國家重大科研裝備研制計劃、國家自然科學基金、中科院卓越青年科學家計劃等的支持下，研制了混合式自適應光學凈化系統(tǒng)，并應用于中科院光電研究院的板條激光系統(tǒng)中，實現(xiàn)了近衍射極限的光束質(zhì)量。相關研究成果發(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，光電所研制的混合式自適應光學系統(tǒng)，由基于幾何光學原理的低階像差補償器以及高階變形鏡系統(tǒng)組成?？蒲腥藛T采用低階像差補償器將7mm×35mm的長方形光束轉化為41mm×42mm的近似正方形光束，并通過低階像差補償將光束質(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)對光束波前畸變進行精細校正，最終將光束質(zhì)量進一步提升到1.6倍衍射極限，如圖2所示。

 

光電所在高功率、高重復頻率納秒激光器光束質(zhì)量上達到了國際領先水平。目前，該技術已服務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)遠場強度分布；(c)近場強度分布。校正后光束參數(shù)：(d)波前；(e)遠場強度分布；(f)近場強度分布。

 

圖2.(a)自適應光學系統(tǒng)校正后波前信息；(b) 自適應光學系統(tǒng)校正后遠場強分布；(c) 自適應光學系統(tǒng)校正前遠場強度分布（3D）；(d) 自適應光學系統(tǒng)校正后遠場強度分布（3D）。