高功率板式激光系统的多层次协同控制波面校正高功率板式激光系统

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 激光物理 激光物理
• 波工程 波工程

背景情况:

• 软体几何实态激光器表现出复杂的波面偏差,包括第四阶和纵向分布的偏差 (例如,莱根德多项式).
• 单个可变形镜 (DM) 在响应频率和执行器冲动方面存在局限性,需要预补偿策略.
• 由于不同的设备带宽,在预补偿水平和自适应光学 (AO) 之间可能发生合振荡.

研究的目的:

• 为板式激光系统介绍一种新型的多层次协同控制波浪正面校正方法.
• 为了提高可变形镜 (DM) 执行器响应频率和冲击的利用率.
• 为了减轻板式激光器的波面偏差,从而提高光束质量.

主要方法:

• 设计了一种多层波面校正系统,以减少DM之前的根-平均-平方波面偏差.
• 集成了一个预补偿层,包括缓慢漂移镜,快速转向镜,一维可调的板式偏差补偿器和梁形状系统.
• 开发了一种多层次的协同控制策略,以解决预补偿和AO水平之间的合振荡.

主要成果:

• 有效地减少波面偏差的特定顺序 (第5,第9,第14个莱根德多项式),具有较低的空间分辨率和较大的冲动.
• 在其能力范围内通过AO水平成功地证明了剩余波面偏差的补偿.
• 清理了9.8千瓦的板式激光系统,将光束质量 (β) 从17.71提高到射极限的2.24倍.

结论:

• 多层次的协同控制方法有效地弥补了板式激光器中的波浪偏差.
• 预补偿层显著提高了自适应光学层的性能.
• 这种技术为提高高功率板式激光系统的光束质量提供了可行的解决方案.