何婷 田博宇 邱蝶 张彬

(四川大学电子信息学院, 成都 610064)

针对大遮拦比窄环宽薄管激光光束质量提升需求, 提出了一种基于直角锥面变形镜的薄管激光光束质量提升新方法.采用直角锥面实现薄管激光离轴像差的自校正, 再利用驱动单元控制直角锥面变形镜的形变来进一步校正残余像差, 进而实现对薄管激光光束质量的提升.以48单元直角锥面变形镜为例, 利用有限元分析方法建立了直角锥面变形镜的物理模型, 分析了直角锥面变形镜对薄管激光畸变波前的校正能力.结果表明, 基于直角锥面变形镜的薄管激光光束质量提升新方法能够有效校正大遮拦比窄环宽薄管激光的波前畸变, 显著提升薄管激光光束质量.

1 引 言

“之”字形光路薄管固体激光器(solid-state zigzag tube lasers, SSZTLs)作为一种新型固体激光光源[1], 具有输出功率高、无边界效应、热稳定性强及结构紧凑等突出优势[2−5], 在强激光技术领域具有潜在的应用价值.然而, 由于其增益介质呈管状结构, SSZTLs对加工误差及装调偏差极为敏感[6], 导致其输出光束质量较差, 难以满足应用需求.特别是SSZTLs的输出光束具有大口径、大遮拦比的特点, 其输出光束质量管控具有极高的难度与挑战[7−10].基于自适应光学的光束净化技术在利用变形镜补偿光束波前畸变[11], 改善激光器光束质量的同时, 还能够有效地提高激光器的输出功率[12].传统的双压电变形镜[13−15]、薄膜变形镜[16−18]、微机电变形镜[19−22]受限于驱动器空间密度与口……