近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光物理聯合實驗室研究員朱健強課題組在飛秒拍瓦激光係統色差補償研究方麵取得進展，提出了一種能夠實現對全係統色差的動態、精確預補償方案，並在SG－II 5PW飛秒激光係統上獲得了實驗驗證。相關研究成果發表在［Optics Express 27， 12，（2019）］。
色差主要來源於高功率激光係統中的大口徑透射元件，對於飛秒拍瓦激光係統來說，色差會造成嚴重的時空畸變，降低終端焦點峰值功率密度，影響係統性能。利用傳統的色差補償方法盡管能在一定程度上補償係統色差，但缺乏動態調節功能，因而難以嚴格補償全係統色差。
為了解決這一難題，研究小組提出了一種由正負透鏡組和反射係統組成共焦像傳遞係統的預補償方案實現對全係統色差的動態、精確補償。該動態預補償方案具有成本低、調節便捷、光束質量好等優勢，能夠在相對小口徑入射的情況下提供大動態範圍的色差補償量。基於該方案，為SG－II 5PW飛秒激光係統設計了色差預補償裝置，經過色差補償後，SG－II 5PW係統的聚焦性能得到了顯著提升，聚焦峰值功率密度相比補償前提升大約20倍。研究結果表明，利用該色差動態預補償方案能夠實現對高功率超短脈衝激光全係統色差的精確補償。
圖1 色差預補償方案示意圖
圖2 經過色差補償前後終端靶點焦斑：補償前（a）、（c）；補償後：（b）、（d）
相關研究得到國家自然科學基金和中科院青年基金的支持。
色差主要來源於高功率激光係統中的大口徑透射元件，對於飛秒拍瓦激光係統來說，色差會造成嚴重的時空畸變，降低終端焦點峰值功率密度，影響係統性能。利用傳統的色差補償方法盡管能在一定程度上補償係統色差，但缺乏動態調節功能，因而難以嚴格補償全係統色差。
為了解決這一難題，研究小組提出了一種由正負透鏡組和反射係統組成共焦像傳遞係統的預補償方案實現對全係統色差的動態、精確補償。該動態預補償方案具有成本低、調節便捷、光束質量好等優勢，能夠在相對小口徑入射的情況下提供大動態範圍的色差補償量。基於該方案，為SG－II 5PW飛秒激光係統設計了色差預補償裝置，經過色差補償後，SG－II 5PW係統的聚焦性能得到了顯著提升，聚焦峰值功率密度相比補償前提升大約20倍。研究結果表明，利用該色差動態預補償方案能夠實現對高功率超短脈衝激光全係統色差的精確補償。
圖1 色差預補償方案示意圖
圖2 經過色差補償前後終端靶點焦斑：補償前（a）、（c）；補償後：（b）、（d）
相關研究得到國家自然科學基金和中科院青年基金的支持。
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