光參量放大晶體拼接及誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、參量放大晶體是光參量啁啾脈沖放大(OPCPA)系統(tǒng)中的關(guān)鍵光學(xué)元件。常用的BBO和LBO晶體目前很難獲得大口徑的單塊晶體。采用這兩種晶體的OPCPA系統(tǒng)能量輸出最高在幾十焦量級(jí)。相對(duì)于BBO和LBO晶體而言,雖然YCOB晶體能夠獲口徑相對(duì)較大的單塊晶體,但是也很難滿(mǎn)足目前對(duì)晶體口徑的要求。目前想要獲得有效非線性系數(shù)大、損傷閥值高、受熱效應(yīng)影響小、不易潮解的大口徑光參量放大晶體依舊困難。
　　晶體拼接技術(shù)能夠解決光參量啁啾脈沖放大過(guò)

2、程中參量放大晶體口徑受限的問(wèn)題。在OPCPA末端通過(guò)大口徑的參量放大晶體對(duì)種子光進(jìn)行放大可以有效地提高放大器的輸出能力。為了獲得大口徑參量放大晶體,本文提出了“晶體拼接獨(dú)立調(diào)整+誤差補(bǔ)償”的光參量放大晶體的拼接技術(shù)方案。圍繞這個(gè)技術(shù)方案開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作:
　?、僖怨鈪⒘糠糯蠡纠碚摓榛A(chǔ),建立晶體拼接的理論模型。研究晶體拼接誤差類(lèi)型組成和誤差對(duì)OPCPA過(guò)程所產(chǎn)生的影響,為晶體拼接獨(dú)立調(diào)整架設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
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3、設(shè)計(jì)研制了2×2陣列晶體拼接架。通過(guò)對(duì)晶體夾持機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,研究了晶體低應(yīng)力夾持方法。設(shè)計(jì)了晶體拼接獨(dú)立調(diào)整機(jī)構(gòu),并對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析,保證每塊拼接晶體都能夠滿(mǎn)足空間自由度調(diào)整要求。
　?、墼O(shè)計(jì)了晶體拼接加工誤差補(bǔ)償方案,研究晶體拼接誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和基本控制原理。分析了誤差補(bǔ)償系統(tǒng)的閉環(huán)控制模型,并對(duì)PID控制參數(shù)進(jìn)行了仿真。
　?、軐?shí)驗(yàn)驗(yàn)證了2×2晶體拼接架的調(diào)整功能。利用透射式元件對(duì)晶體拼接系統(tǒng)進(jìn)行了可行性