中红外光参量放大过程中波前相位的影响及其自适应调控机理研究

基本信息
批准号:61875203
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:许冰
学科分类:
依托单位:中国科学院光电技术研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:胡诗杰,张耀平,徐志强,田中州,马寿虎
关键词:
光参量放大波前调控光束质量自适应光学
结项摘要

The 3~5 μm mid-infrared lasers are widely used in environmental detection and biomedicine applications,etc. Optical parametric amplifier is an effective means to improve the output power of mid-infrared laser with characteristics of high gain, large gain bandwidth, wide wavelength tuning range. However, with the increase of power, the deterioration of conversion efficiency and beam quality are the main problems restricting its development. This project intends to study the effects and adaptive manipulation of wavefront in mid-infrared optical parametric amplification. We Intended to build a physical model with full-system for optical parametric amplification which include the adaptive optics, and study how to manipulate pump light and seed light wavefront, The mechanism and implementation method of improving the output beam quality and conversion efficiency of OPA are discussed, and the improving ability and limiting factors of wave-front modulation on the output performance of OPA are also clarified. A design method of optical parametric amplification system based on adaptive wavefront manipulation is established to achieve a higher power and better beam quality mid-infrared laser output. This project will provide a new research idea for improving the output performance of high power optical parametric amplifiers and will be of great significance to the development of high power mid-infrared lasers in our country.

3~5μm中红外波段激光在环境探测、生物医疗等领域具有着重要的应用价值。光参量放大器具有参量增益高、增益带宽大、波长调谐范围广等诸多优点,是提高中红外激光输出功率的有效手段,但随着功率的提升,转换效率和光束质量的恶化成为限制其发展的主要问题。本项目拟开展中红外光参量放大过程中波前相位的影响及其自适应调控机理研究。拟构建包含自适应光学在内的光参量放大全系统物理模型,研究调制泵浦光和种子光波前,提高光参量放大器的输出光束质量及转换效率的作用机理和实现方法,明确波前调制对光参量放大器输出性能的改善能力及限制因素,建立基于自适应波前调制的光参量放大系统设计方法,以期实现高功率、高光束质量的中红外激光输出。本项目将为改善高功率光参量放大器的输出性能提供一种新的研究思路,为促进我国高功率中红外激光器的发展提供理论与技术支持。

项目摘要

3~5μm中红外波段激光在环境探测、生物医疗等领域具有着重要的应用价值。光参量放大器具有参量增益高、增益带宽大、波长调谐范围广等诸多优点,是提高中红外激光输出功率的有效手段,但随着功率的提升,转换效率和光束质量的恶化成为限制其发展的主要问题。本项目针对该难题,开展了中红外光参量放大过程中波前相位的影响及其自适应调控机理研究。课题首先构建包含自适应光学在内的光参量放大全系统物理模型,提出了光参量放大器的输出光束质量优化的实现方法,设计基于自适应波前调制的光参量放大系统,开展了高光束质量的中红外激光输出实验研究。提出了一种基于前馈神经网络模型的倍频波前预测算法和基于神经网络模型的稀疏子孔径哈特曼传感器波前复原算法,实验结果表明提出方法可准确高精度复原光参量放大器相位。本项目将为改善高功率光参量放大器的输出性能提供一种新的研究思路,为促进我国高功率中红外激光器的发展提供理论与技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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